KR100698253B1 - Method for hiding informational message in audio signals - Google Patents

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Abstract

본 발명은 정보 메시지의 숨겨진 전송 또는 저장부와 복제의 보호를 위한 오디오 신호에서 정보 제공 메시지의 은폐 방법을 제공하기 위한 것으로서, 외부에서 입력되는 초기오디오 데이터와 워터마크가 삽입된 정보 시퀀스의 비트수와 동일한 값을 갖는 서브-워터마크 매개변수를 이용하여 각 시간 간격동안의 푸리에 변환으로 출력데이터를 계산한다. 그리고 캐리어 주파수와 일치하는 양채널 동안 상기 산출된 워터마크 신호에 새로운 푸리에 계수로 바꾸어 삽입한 후 출력하고, 상기 출력된 워터마크 신호를 검출하여 각 시간 간격동안 역 푸리에 변환을 수행하여 워터마크가 삽입된 초기 오디오 신호를 출력하는데 있다.The present invention is to provide a method of concealing an information providing message in an audio signal for protecting a hidden transmission or storage of an information message and copying. The output data is computed by Fourier transform for each time interval using the sub-watermark parameter with the same value as. The resultant watermark signal is inserted into the calculated watermark signal during the two channels coinciding with the carrier frequency, and is output after being changed. To output the initial audio signal.

워터마크Watermark

Description

오디오 신호에서 정보 메시지의 은폐 방법{method for hiding informational message in audio signals}Method for hiding informational message in audio signals}

도 1 은 본 발명에 따른 워터마킹 삽입방법을 나타낸 도면1 is a view showing a watermarking insertion method according to the present invention.

도 2 는 본 발명에 따른 워터마킹 검출방법을 나타낸 도면 2 is a view showing a watermarking detection method according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10, 10' : 워터마크 매개변수 레지스터 20, 50 : 임시 계산부10, 10 ': watermark parameter register 20, 50: temporary calculation unit

30 : 워터 마크부 40, 60 : 출력 발생부30: watermark part 40, 60: output generation part

본 발명은 디지털 워터마킹 방법에 관한 것으로, 특히 오디오 신호에서의 정보 메시지 은폐 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a digital watermarking method, and more particularly to a method of concealing an information message in an audio signal.

일반적으로, 정보통신기술의 발달에 따라 각종 데이터의 형태는 아날로그 형태에서, 점차 가공 처리가 손쉬우며 품질의 저하가 발생되지 않는 디지털 정보의 형태로 변화되고 있으며, 이는 컴퓨터 그래픽 분야, 디지털 통신 분야 및 사이버 매거진, 그리고 오디오 등과 같은 응용 분야에서도 그 중요성이 날로 증대되고 있다. In general, with the development of information and communication technology, various data forms are changed from analog forms to digital forms which are easily processed and have no deterioration in quality. And the importance of such applications in cyber magazines and audio.                         

이중에서 카세트 테이프나 CD등의 기록 매체에 저장된 오디오 신호, 즉 음악의 경우에는 최근 전 세계를 하나의 영역으로 형성하여 주고 있는 인터넷 상에서 제공되는 MP3파일 등을 통해 감상할 수 있으며, 전자 상거래와 같은 사이버 마켓에서 디지털 형태로 제작되어진 오디오 데이터 등의 저작물 거래가 가능하게 되었다.Among them, audio signals stored in recording media such as cassette tapes or CDs, that is, music, can be enjoyed through MP3 files provided on the Internet, which has recently formed the whole world as a single area. It is now possible to trade copyrighted materials such as audio data produced in digital form in the cyber market.

그러나, 디지털 형태로 제작되어진 오디오 데이터 등의 각종 매체들은 정보의 저장이나 변환이 용이하여, 인터넷 등의 개방된 공간에 올려지는 경우 공간과 요구자의 제약없이 다량의 복사가 가능하게 되고, 특히 복사 후 원본과 동일한 데이터를 유지하므로 저작자의 동의 없이 복사 배포될 가능성이 높다. 그에 따라 원 저작자의 지적 재산권이 보호되지 않는 문제점이 발생된다.However, various media such as audio data produced in a digital form are easy to store or convert information, and when placed in an open space such as the Internet, a large amount of copying is possible without restriction of space and requestor, especially after copying. It retains the same data as the original, so it is likely to be copied and distributed without the author's consent. As a result, the intellectual property rights of the original authors are not protected.

이러한 디지털 정보의 저장과 변환의 편리성, 대량 복제성 및 유통성으로 인하여 가상 공간을 통한 지적 재산권의 침해는 날로 그 심각성이 더해지고 있어서, 원 저작자의 지적 재산권을 보호하기 위한 다양한 보안장치가 개발되고 있다.Due to the convenience, mass replication, and circulation of digital information, the infringement of intellectual property rights through virtual space is becoming more serious, and various security devices have been developed to protect the intellectual property rights of the original authors. have.

이중 하나로 디지털 정보의 암호화 방법의 경우가 있는데, 이는 전송되는 데이터를 암호화하여 전송하고, 수신측에서는 공개키 또는 비밀키의 입력을 통해 암호화된 데이터를 복원하도록 함으로써 전송 중에 허가되지 않는 제 3 자가 불법으로 수신하더라도 이를 복원 할 수 없도록 하는 방법이다.One of them is the encryption method of digital information, which encrypts the transmitted data and transmits it, and the receiving side restores the encrypted data through the input of a public key or a private key, thereby illegally allowing a third party not authorized during transmission. Even if it is received, it can't be restored.

그러나 이 경우 데이터를 합법적으로 수신받은 사용자의 의도에 따라 제 3 자에게 공개될 수 있기 때문에 데이터 자체적으로는 원 저작자의 지적 재산권을 보호 할 수 없는 문제점이 발생된다.However, in this case, since the data may be disclosed to a third party according to the intention of the user who received the data legally, the data itself cannot protect the intellectual property rights of the original author.

따라서 최근에는 디지털 데이터를 비가시적으로 구조화하여 이를 인증 및 재 산 보호에 이용하는 방법으로 데이터의 변조와 위조를 탐지하고 소유권을 주장할 수 있도록 하는 워터마킹 방법이 사용되고 있다.Therefore, in recent years, a watermarking method has been used to detect and claim data tampering and forgery as an invisible structure of digital data and use it for authentication and property protection.

상기의 워터마킹은 네트워크상에서 사용 가능한 상태로 널리 분포 및 유통될 수 있는 멀티미디어 데이터 및 출판물과 같은 지적 재산권 보호 대상 성격을 지니는 자료(intellectual copyright property)에 대해 원 데이터에 권리자 및 인증과 같은 추가적인 정보를 삽입하여 데이터에 대한 지적 재산을 보호하기 위한 기법으로, 가시적 워터마킹(visible watermarking)과 비가시적 워터마킹(invisible watermarking)으로 구분되어진다. The above watermarking provides additional information, such as rights holders and certifications, to the original data for intellectual property rights such as multimedia data and publications that can be widely distributed and distributed as available on the network. It is a technique to insert and protect intellectual property of data. It is divided into visible watermarking and invisible watermarking.

그리고 워터마킹의 특성은 청취가 불가능하고(inaudibility), 통계적으로 나타나지 않고( statistical invisibility), 필터링, 리셈플링, 압축, 디지털-아날로그 그리고 아날로그-디지털 변환, 데이터 포맷 변환 등의 전송에 강하고, 그리고 데이터에 직접 삽입되는데 있다. And the characteristics of watermarking are inaudibility, statistical invisibility, strong in transmission, filtering, resampling, compression, digital-analog and analog-digital conversion, data format conversion, and Is inserted directly into the data.

이때 워터마킹을 삽입하는 방법에서는 공간법(spatial method)과 주파수 영역법(frequency domain method) 및 대역확산 통신(spread spectrum communication)을 이용하는 방법 등 다양하게 제공되고 있다.In this case, a method of inserting watermarking is provided in various ways such as a spatial method, a frequency domain method, and spread spectrum communication.

상기 공간법은 공간적인 측면에서 볼 때 화면 화소 값(YIQ)에 미세한 변화를 워터마크로 사용하는 방법으로 워터마크의 삽입은 쉽지만 손실, 압축 그리고 필터링과 같은 이미지 처리에 약하다는 문제점이 있다.The spatial method is a method of using a small change in the screen pixel value YIQ as a watermark in terms of space, and it is easy to insert a watermark, but has a problem in that it is weak in image processing such as loss, compression, and filtering.

또한 상기 주파수 영역법은 디지털 데이터를 주파수 성분의 아날로그 신호로 변환하고 같은 변환방법으로 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform)이나 푸 리에 변환(fourier transform) 또는, 웨이블렛 변환(wavelet transform) 등을 통해 워터마크를 변환하여 삽입하는 방법이다. 이 주파수 영역법은 삽입되는 워터마크 계수들이 데이터의 전 영역에 분포해서 삽입된 워터마크의 삭제가 어려운 장점이 있으나, 계수값에 따라 얼룩이나 찌그러짐과 같은 이미지 손실이 발생되는 문제점이 있다. In addition, the frequency domain method converts digital data into an analog signal of frequency components, and uses the same transform method to perform watermarks through discrete cosine transform, fourier transform, wavelet transform, or the like. How to convert and insert. This frequency domain method has an advantage that the inserted watermark coefficients are distributed over the entire area of the data, making it difficult to delete the inserted watermark, but there is a problem in that image loss such as spots or dents occurs depending on the coefficient value.

마지막으로 최근에 연구 이용되고 있는 주파수 영역법을 응용한 형태의 상기 대역확산 통신법은 기본적으로 데이터를 주파수 형태로 변환하여 처리하는 방법이다. 이 대역확산 통신법은 이산 코사인 변환을 통해 주파수를 분석한 다음 변환 매트릭스에서 N 개의 높은 계수를 갖는 부분, 즉 중요한 주파수 부분에 워터마크를 표시하는 것이다. Lastly, the spread spectrum communication method in which the frequency domain method, which has been recently used and applied, is basically a method of converting and processing data into a frequency form. The spread spectrum communication method analyzes frequencies through discrete cosine transforms and then displays watermarks on the parts with the highest N coefficients in the transform matrix, i.

이 대역확산 통신법은 상기 주파수 영역법과 유사하지만 삽입하려는 워터마크를 변환한 주파수를 원래의 데이터에 넓게 퍼트리는 CDMA(Code Division Multiple Access) 기술을 응용한 것으로, 주파수 영역법 보다 손실 압축, 필터링과 같은 이미지 처리에 대해 워터마킹이 더욱 강력한 장점이 있으나, 데이터를 압축하는 과정에서 완전하지 못하다는 문제점이 있다.The spread spectrum communication method is similar to the frequency domain method, but employs a Code Division Multiple Access (CDMA) technique that spreads the frequency of the watermark to be inserted into the original data. Although watermarking has a more powerful advantage for image processing, there is a problem that it is not perfect in the process of compressing data.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 청취와 시청이 불능하고 디지털 오디오 신호의 실제 전송에 강한 정보 메시지의 은폐 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of concealing an information message that is impossible to listen to or watch and that is strong in the actual transmission of a digital audio signal.

본 발명의 다른 목적은 간단한 회로의 구현으로 보다 쉬운 제조를 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to provide easier fabrication by implementing a simple circuit.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 오디오 신호에서 정보 메시지의 은폐 방법의 특징은 오디오 신호의 워터마킹 방법에 있어서, 외부에서 입력되는 초기오디오 데이터와 워터마크가 삽입된 정보 시퀀스의 비트수와 동일한 값을 갖는 서브-워터마크 매개변수를 이용하여 각 시간 간격동안의 푸리에 변환으로 출력데이터를 계산하는 제 1 단계와, 캐리어 주파수와 일치하는 두 채널에 대해 상기 산출된 워터마크 신호에 새로운 푸리에 계수로 바꾸어 삽입한 후 출력하는 제 2 단계와, 상기 출력된 워터마크 신호를 검출하여 각 시간 간격동안 역 푸리에 변환을 수행하여 워터마크가 삽입된 초기 오디오 신호를 출력하는 제 3 단계를 포함하여 이루어지는데 있다.A feature of the method of concealing an information message in an audio signal according to the present invention for achieving the above object is a watermarking method of an audio signal, the number of bits of the initial audio data and a watermark-inserted information sequence externally A first step of calculating the output data by Fourier transform for each time interval using a sub-watermark parameter having a value equal to and a new Fourier to the calculated watermark signal for the two channels matching the carrier frequency. And a third step of outputting the watermark signal by inserting and converting the coefficient into a coefficient, and outputting the watermark signal by performing inverse Fourier transform for each time interval. To lose.

이때 상기 워터마크는 다수의 서브-워터마크로 이루어지며 하나의 정보제공 비트와 동일한 값을 갖는데 그 특징이 있다.In this case, the watermark is composed of a plurality of sub-watermarks and has the same value as one information providing bit.

그리고 상기 서브-워터마크는 100Hz보다 적은 캐리어 주파수를 갖는데 그 특징이 있다.And the sub-watermark has a carrier frequency less than 100 Hz.

상기 2 단계는The second step is

Figure 112000021862845-pat00001
Figure 112000021862845-pat00001
on

Figure 112006087303720-pat00030
과, 보상신호 z인
Figure 112006087303720-pat00003
를 대입하여 이루어지는 것에 그 특징이 있다.
Figure 112006087303720-pat00030
And the compensation signal z
Figure 112006087303720-pat00003
It is characterized by the fact that it is substituted.

그리고 오디오 신호에서의 워터마크 검출 방법에 있어서, 워터마킹 단계에서 산출된 워터마크를 포함하는 디지털 오디오 신호가 초기신호로 입력되고, 상기 입력되는 초기신호와 워터마크가 삽입된 정보 시퀀스의 비트수와 동일한 값을 갖는 서브-워터마크 매개변수를 이용하여 각 시간 간격동안의 푸리에 변환으로 출력데이터를 계산한다. 그리고 상기 산출된 데이터를 이용하여 푸리에 시리즈에 일치하는 계수를 분리하여, 서브-워터마크와 일치된 정보 비트의 추정 시퀀스를 출력하는데 다른 특징이 있다.In the watermark detection method of an audio signal, a digital audio signal including a watermark calculated in the watermarking step is input as an initial signal, and the number of bits of the input sequence and the information sequence into which the watermark is inserted The output data are computed by Fourier transform for each time interval using sub-watermark parameters with the same value. And using the calculated data to separate coefficients corresponding to the Fourier series, and outputting an estimated sequence of information bits matching the sub-watermark.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the invention will become apparent from the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.

본 발명에 따른 오디오 신호에서 정보 메시지의 은폐 방법의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A preferred embodiment of a method of concealing an information message in an audio signal according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명에 따른 워터마킹 삽입방법을 나타낸 도면이고, 도 2 는 본 발명에 따른 워터마킹 검출방법을 나타낸 도면이다. 1 is a view showing a watermarking insertion method according to the present invention, Figure 2 is a view showing a watermarking detection method according to the present invention.

도면 설명에 앞서, 먼저 계산식과 그에 따른 용어를 정의하도록 한다.Prior to the description of the drawings, first, the calculation formula and its terms are defined.

먼저 외부에서 입력되는 두 개 채널의 초기 오디오 디지털 신호를 x1(t), x2(t)라 한다.First, the initial audio digital signals of the two channels input from the outside are referred to as x 1 (t) and x 2 (t).

그리고 워터마킹 삽입을 위해 각 시간간격[t1, t2] 동안 최초 오디오 디지털 신호를 사용하여 다음 수학식 1과 같이 푸리에 변환한다. In order to insert the watermarking, Fourier transform is performed using the first audio digital signal during each time interval [t 1 , t 2 ] as shown in Equation 1 below.

Figure 112000021862845-pat00004
Figure 112000021862845-pat00004

상기 수학식 1에서 xi, i=1,2 이고, 상기 x0i, i=1,2는 푸리에 시리즈의 다른 모든 조건을 포함하는 조건이다.In Equation 1, x i , i = 1, 2 and x 0i , i = 1, 2 are conditions including all other conditions of the Fourier series.

이때 도 1에 나타내고 있는 워터마킹의 방법은 하나의 정보 비트와 일치하는 서브-워터마크를 각각 삽입한다.At this time, the watermarking method shown in Fig. 1 inserts sub-watermarks corresponding to one information bit, respectively.

따라서 외부에서 입력되는 정보제공 비트(1 또는 0)와 일치하는 서브-워터마크를 상기 푸리에 변환된 수학식 1에 초기 신호로 대입하여, 시간 간격[t1, t2]에서의 두 채널의 출력신호를 나타내면 다음 수학식 2와 같다.Therefore, by substituting the sub-watermark corresponding to the information input bit (1 or 0) input from the outside into the Fourier-transformed equation (1) as the initial signal, the output of the two channels in the time interval [t 1 , t 2 ] The signal is represented by the following equation (2).

Figure 112000021862845-pat00005
Figure 112000021862845-pat00005

상기 수학식 2에서

Figure 112000021862845-pat00006
이고, N 은 시간 간격[t1, t2]내의 포인트 번호로, y1 - y2 = K =
Figure 112000021862845-pat00007
로 정의된다.In Equation 2
Figure 112000021862845-pat00006
N is the point number in the time interval [t 1 , t 2 ], where y1-y2 = K =
Figure 112000021862845-pat00007
Is defined as

이때, 상기

Figure 112000021862845-pat00008
는 정보 신호의 진폭을 나타낸다.At this time, the
Figure 112000021862845-pat00008
Denotes the amplitude of the information signal.

그리고,

Figure 112000021862845-pat00009
는 정보 비트와 일치하는 값으로, 1 일 때는 정보 비트와 서브-워터마크가 일치하고, 제로(zero)일 때는
Figure 112000021862845-pat00010
또는 바이스 베르사(vice versa)이다.And,
Figure 112000021862845-pat00009
Is the value corresponding to the information bit. If 1, the information bit and sub-watermark match, and if it is zero,
Figure 112000021862845-pat00010
Or vice versa.

또한 서브-워터마크의 매개변수는 상기 수학식 2에서와 같이 시간간격[t1, t2], 사이클 주파수

Figure 112000021862845-pat00011
, 그리고
Figure 112000021862845-pat00012
. 로 나타낼 수 있다.In addition, the parameter of the sub-watermark is a time interval [t 1 , t 2 ], the cycle frequency as shown in Equation 2
Figure 112000021862845-pat00011
, And
Figure 112000021862845-pat00012
. It can be represented as.

그리고 상기 항등식 y1 - y2 = K =

Figure 112000021862845-pat00013
를 다르게 표현하면 다음 수학식 3과 같다.And the identity y1-y2 = K =
Figure 112000021862845-pat00013
In other words, the following equation (3) is obtained.

Figure 112006087303720-pat00031
Figure 112006087303720-pat00031

여기서 상기

Figure 112000021862845-pat00015
는 초기 신호에 삽입된 정보 워터마크 신호를 의미하며, z는 초기 신호의 최소 잡음으로 선택된 보상신호를 의미한다.Where above
Figure 112000021862845-pat00015
Denotes an information watermark signal embedded in the initial signal, and z denotes a compensation signal selected as the minimum noise of the initial signal.

그리고 이 보상신호의 최적의 값은 다음 수학식 4와 같이 나타낸다.The optimal value of this compensation signal is represented by the following equation (4).

Figure 112000021862845-pat00016
Figure 112000021862845-pat00016

상기 수학식 3과 수학식 4에서 동등한 신호 레벨

Figure 112000021862845-pat00017
을 갖는 채널의 경우는
Figure 112000021862845-pat00018
과 같이 나타낸다.Signal level equivalent to Equation 3 and Equation 4
Figure 112000021862845-pat00017
For channels with
Figure 112000021862845-pat00018
It is represented as

그리고 상기 정보 신호의 진폭(

Figure 112006087303720-pat00032
)은 고정되거나, 또는 특별한 PDF(Portable Document Format)을 통해서 확률적으로 선택된다.And the amplitude of the information signal (
Figure 112006087303720-pat00032
) Is either fixed or stochastic through a special Portable Document Format (PDF).

그럼 도면을 통해 전체적인 정보 메시지의 은폐방법을 상세히 살펴보도록 한다. Let us look in detail at the concealment method of the overall information message through the drawings.                     

도 1을 참조하여 설명하면 워터마크 매개변수 레지스터(10)는 서브-워터마크 매개변수가 저장되어 있는데, 이 서브-워터마크 매개변수를 M으로 놓으면

Figure 112000021862845-pat00020
로 정의할 수 있다.Referring to FIG. 1, the watermark parameter register 10 stores sub-watermark parameters. If the sub-watermark parameter is set to M,
Figure 112000021862845-pat00020
Can be defined as

이때 상기 M은 워터마크가 삽입된 정보 시퀀스에서의 비트 수와 동일하다.M is equal to the number of bits in the information sequence in which the watermark is embedded.

그리고 다른 정보 비트에서 시간 간격[t1, t2]가 일치하더라도, 주파수의 간격이 일치하지 않으면 공백의 교차점을 가지지 않는다.And even if the time intervals [t 1 , t 2 ] coincide in other information bits, they do not have empty intersections if the frequency intervals do not coincide.

따라서 워터마킹 시작 전에 각 시간간격[t1, t2] 동안의 정보 신호의 진폭(

Figure 112006087303720-pat00033
)을 정의하여야 한다.Therefore, before starting watermarking, the amplitude of the information signal during each time interval [t 1 , t 2 ] (
Figure 112006087303720-pat00033
) Must be defined.

그래서 잘못된 서브-워터마크 수의 매개변수는 서브-워터마크에 따른 사용과 동일하게 정의된다. The parameter of the wrong sub-watermark number is thus defined in the same way as the use according to the sub-watermark.

그리고 상기 정의된 모든 매개 변수들은 워터마크 파라미터 레지스터(10)내에 저장된다.And all the defined parameters are stored in the watermark parameter register 10.

이와 같이 워터마크 매개변수 레지스터(10)에 모든 매개 변수가 저장되고, 외부에서 초기 오디오 데이터가 입력되면, 임시 계산부(20)는 워터마크 매개변수 레지스터(10)에 저장된 데이터와 입력되는 초기 오디오 데이터를 이용하여 각 시간 간격으로 푸리에 변환을 수학식 1과 같이 계산하여, 출력데이터인

Figure 112000021862845-pat00022
을 수학식 2를 통해 계산한다. As described above, when all parameters are stored in the watermark parameter register 10 and external audio data is input from the outside, the temporary calculation unit 20 stores the data stored in the watermark parameter register 10 and the initial audio data. The Fourier transform is calculated at each time interval using the data as shown in Equation 1,
Figure 112000021862845-pat00022
Is calculated through Equation 2.

이어 워터마크부(30)에서 상기 수학식 3과 수학식 4를 통해 푸리에 시리즈내의 채널 계수 ai, 즉 정보부분과 보정부분으로 이루어진 푸리에 계수를 바꾸며 워터마크 신호를 두 채널에 삽입하여 출력한다. Subsequently, the watermark unit 30 changes the channel coefficient a i in the Fourier series, that is, the Fourier coefficient composed of the information part and the correction part, and inserts the watermark signal into two channels through Equation 3 and Equation 4.

그리고 출력발생부(40)는 상기 워터마크부(40)에서 출력된 워터마크 신호를 검출하여 각 시간 간격동안 역 푸리에 변환을 수행하여 워터마크가 삽입된 초기 오디오 신호를 출력한다.The output generator 40 detects the watermark signal output from the watermark unit 40 and performs inverse Fourier transform for each time interval to output the initial audio signal having the watermark embedded therein.

그에 따라 본 발명의 따른 워터마킹은 진폭의 변화와 캐리어 주파수에 삽입된 신호의 펄스로 진행된다.Accordingly, the watermarking according to the present invention proceeds with a change in amplitude and a pulse of the signal inserted at the carrier frequency.

이와 같이 도 1을 통해 워터마크가 삽입된 초기 오디오 신호에서의 워터마크 검출 방법을 도 2를 통해 설명한다.As described above, a method of detecting a watermark in the initial audio signal having the watermark inserted therein will be described with reference to FIG. 2.

도 2를 보면, 외부에서 도 1에서 설명한 워터마킹 단계에서 산출된 워터마크를 포함하는 디지털 오디오 신호가 초기신호로 입력된다.Referring to FIG. 2, a digital audio signal including a watermark calculated in the watermarking step described with reference to FIG. 1 is externally input as an initial signal.

이때 워터마크 매개 변수 레지스터(10')에는 도 1에서 설명된 것과 동일한 정보를 갖는다.At this time, the watermark parameter register 10 'has the same information as described in FIG.

그리고 임시 계산부(50)는 상기 워터마크 매개변수 레지스터(10')에 저장된 데이터와 입력되는 초기신호를 이용하여 각 시간 간격으로 푸리에 변환을 수학식 1과 같이 계산하고, 두 채널의 출력데이터인

Figure 112006087303720-pat00023
을 수학식 2를 통해 계산한다. The temporary calculator 50 calculates a Fourier transform as shown in Equation 1 at each time interval by using the data stored in the watermark parameter register 10 'and an input initial signal, and output data of two channels.
Figure 112006087303720-pat00023
Is calculated through Equation 2.

이어 출력 발생부(60)는 상기 임시 계산부(50)에서 출력된

Figure 112000021862845-pat00024
과 K(y1 - y2)를 이용하여 푸리에 시리즈에 일치하는 계수를 분리하여, 서브-워터마크와 일치된 정보 비트의 추정 시퀀스를 출력한다.Then, the output generator 60 is output from the temporary calculation unit 50
Figure 112000021862845-pat00024
And K (y1-y2) are used to separate the coefficients corresponding to the Fourier series, and output an estimation sequence of information bits matching the sub-watermark.

이때 K 값은 서브-워터마크와 일치하는 정보 제공비트를 통해서 판단된다. In this case, the K value is determined through an information providing bit corresponding to the sub-watermark.                     

즉, 정보제공 비트의 1 또는 0 과 K 값이 일치하면 하드 입력 스키마를 사용할 수 있으며, 소프트 입력 스키마인 경우의 K 값은 소프트 입력 채널 복원 알고리즘을 사용한다.That is, if 1 or 0 of the informational bit and K value match, the hard input schema can be used. In the case of soft input schema, the K value uses a soft input channel recovery algorithm.

이에 따라 상기 워터마킹과 워터마커 검출은 하드웨어만큼 소프트웨어도 간단한 회로로 실행된다.Accordingly, the watermarking and watermarker detection are performed in a circuit that is as simple as software.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 오디오 신호에서 정보 제공 메시지의 은폐 방법은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the method of concealing the information providing message in the audio signal according to the present invention has the following effects.

첫째, 필터링, 리셈플링, 압축, 디지털-아날로그 그리고 아날로그-디지털 변환, 데이터 포맷 변환과 같은 전송에 강하고, 특히 디지털 오디오 신호의 실제 전송에 강하다.First, it is strong in transmissions such as filtering, resampling, compression, digital-to-analog and analog-to-digital conversion, and data format conversion, especially in the actual transmission of digital audio signals.

둘째, 간단한 회로 구현으로 상대적으로 쉬운 제조를 할 수 있다.Second, relatively simple fabrication is possible with simple circuit implementation.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시 예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.

Claims (10)

오디오 신호의 워터마킹 방법에 있어서,In the watermarking method of an audio signal, 각각의 서브-워터마크들로 이루어진 워터마크가 하나의 정보 제공 비트와 일치하는 값을 가지고 상기 오디오 신호의 두 채널에 삽입되는 것을 특징으로 하는 오디오 신호에서 정보 제공 메시지의 은폐 방법. And a watermark of each sub-watermark is inserted into two channels of the audio signal with a value corresponding to one information providing bit. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 서브-워터 마크는 새로운 푸리에 계수를 위해 상기 두 채널에 대해 캐리어 주파수와 일치하는 초기 신호에 푸리에 계수로 바꾸어 삽입하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호에서 정보 제공 메시지의 은폐 방법.And the sub-water mark is inserted into an initial signal corresponding to a carrier frequency for the two channels for a new Fourier coefficient, with Fourier coefficients inserted into the sub-water mark. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 서브-워터 마크에 사용되는 캐리어 주파수 외에 다른 캐리어 주파수가 존재하면, 각각의 캐리어 주파수가 서로 얹어(superimposed)지는 것을 특징으로 하는 오디오 신호에서 정보 제공 메시지의 은폐 방법. And when carrier frequencies other than the carrier frequencies used for the sub-water marks exist, the respective carrier frequencies are superimposed on each other. 오디오 신호의 워터마킹 방법에 있어서,In the watermarking method of an audio signal, 외부에서 입력되는 초기오디오 데이터와 워터마크가 삽입된 정보 시퀀스의 비트수와 동일한 값을 갖는 서브-워터마크 매개변수를 이용하여 각 시간 간격동안의 푸리에 변환으로 출력데이터를 계산하는 제 1 단계와, A first step of calculating output data by Fourier transform for each time interval by using externally inputted initial audio data and a sub-watermark parameter having a value equal to the number of bits of a watermark-embedded information sequence; 캐리어 주파수와 일치하는 상기 오디오 신호의 두 채널에 대해 상기 산출된 워터마크 신호에 새로운 푸리에 계수로 바꾸어 삽입한 후 출력하는 제 2 단계와,A second step of outputting after inserting a new Fourier coefficient into the calculated watermark signal for two channels of the audio signal corresponding to a carrier frequency, and outputting the new Fourier coefficients; 상기 출력된 워터마크 신호를 검출하여 각 시간 간격동안 역 푸리에 변환을 수행하여 워터마크가 삽입된 초기 오디오 신호를 출력하는 제 3 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 오디오 신호에서 정보 제공 메시지의 은폐 방법.Detecting the output watermark signal and performing inverse Fourier transform for each time interval to output an initial audio signal having a watermark embedded therein; . 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 워터마크는 다수의 서브-워터마크로 이루어지며 하나의 정보제공 비트와 동일한 값을 갖는 것을 특징으로 하는 오디오 신호에서 정보 제공 메시지의 은폐 방법.And said watermark consists of a plurality of sub-watermarks and has the same value as one informational bit. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 푸리에 계수는 정보 부분과 보정 부분으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 오디오 신호에서 정보 제공 메시지의 은폐 방법.And the Fourier coefficients comprise an information portion and a correction portion. 제 6 항에 있어서, The method of claim 6, 상기 정보 부분은 보정 부분과 반대의(opposite) 신호를 가지는 것을 특징으로 하는 오디오 신호에서 정보 제공 메시지의 은폐 방법.And said information portion has a signal opposite to the correction portion. 제 4 항에 있어서, 상기 2 단계는The method of claim 4, wherein the second step
Figure 112006087303720-pat00025
Figure 112006087303720-pat00025
on
Figure 112006087303720-pat00034
과,
Figure 112006087303720-pat00034
and,
보상신호 z인
Figure 112006087303720-pat00027
를 대입하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 오디오 신호에서 정보 제공 메시지의 은폐 방법.
Compensation signal z
Figure 112006087303720-pat00027
Method of concealing an informational message in an audio signal, characterized in that the substitution is made.
오디오 신호에서의 워터마크 검출 방법에 있어서,In the watermark detection method in an audio signal, 워터마킹 단계에서 산출된 워터마크를 포함하는 디지털 오디오 신호가 초기신호로 입력되는 제 1 단계와,A first step of inputting a digital audio signal including a watermark calculated in the watermarking step as an initial signal; 상기 입력되는 초기신호와 워터마크가 삽입된 정보 시퀀스의 비트수와 동일한 값을 갖는 서브-워터마크 매개변수를 이용하여 각 시간 간격동안의 푸리에 변환으로 출력데이터를 계산하는 제 2 단계와, A second step of calculating output data by Fourier transform for each time interval using a sub-watermark parameter having a value equal to the number of bits of the input initial signal and a watermark-embedded information sequence; 상기 산출된 데이터를 이용하여 푸리에 시리즈에 일치하는 계수를 분리하여, 서브-워터마크와 일치된 정보 비트의 추정 시퀀스를 출력하는 제 3 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 오디오 신호에서 정보 제공 메시지의 은폐 방법.And separating a coefficient corresponding to a Fourier series using the calculated data, and outputting an estimated sequence of information bits matched with a sub-watermark. Concealment method. 삭제delete
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