KR100896618B1 - Apparatus and method for inserting and detecting digital image watermarking - Google Patents
Apparatus and method for inserting and detecting digital image watermarking Download PDFInfo
- Publication number
- KR100896618B1 KR100896618B1 KR1020020036346A KR20020036346A KR100896618B1 KR 100896618 B1 KR100896618 B1 KR 100896618B1 KR 1020020036346 A KR1020020036346 A KR 1020020036346A KR 20020036346 A KR20020036346 A KR 20020036346A KR 100896618 B1 KR100896618 B1 KR 100896618B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- watermark
- point
- unit
- amplitude
- sequence
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T1/00—General purpose image data processing
- G06T1/0021—Image watermarking
- G06T1/005—Robust watermarking, e.g. average attack or collusion attack resistant
- G06T1/0064—Geometric transfor invariant watermarking, e.g. affine transform invariant
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
- H04N21/80—Generation or processing of content or additional data by content creator independently of the distribution process; Content per se
- H04N21/83—Generation or processing of protective or descriptive data associated with content; Content structuring
- H04N21/835—Generation of protective data, e.g. certificates
- H04N21/8358—Generation of protective data, e.g. certificates involving watermark
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2201/00—General purpose image data processing
- G06T2201/005—Image watermarking
- G06T2201/0052—Embedding of the watermark in the frequency domain
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2201/00—General purpose image data processing
- G06T2201/005—Image watermarking
- G06T2201/0065—Extraction of an embedded watermark; Reliable detection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Editing Of Facsimile Originals (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
본 발명은 워터마크 삽입/검출 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은 영상이 회전, 크기조정, 평행이동의 기하학적 변형이 가해졌을 때, 영상을 2D FFT한 후 진폭을 취하여, 2D FFT 진폭이 동일한 각도로 회전하고, 크기조정에 반비례하여 변형이 되고, 평행이동에는 영향을 안 받는 것을 이용하여, 2D FFT 진폭 영역에서 원점을 지나는 직선들 위의 특정 영역에 유사잡음수열로부터 유도되는 워터마크를 삽입한다. 그리고, 본 발명은 영상에 기하학적인 변형이 일어나도 2D FFT amplitude 영역에서 원점을 지나는 직선의 점들은 동일하게 회전하고, 크기조정에 반비례하여 원점으로부터의 거리가 정해지는 것을 이용하여 각도와 크기조정에 대하여 워터마크 검출영역을 재설정하고 백색화필터를 사용하여 검출을 수행하여 워터마크를 찾아낸다.
유사잡음수열, 백색필터, 진폭, 2D FFT, 워터마크
The present invention relates to a watermark embedding / detection apparatus and a method thereof.
According to the present invention, when an image is subjected to rotation, scaling, or translational geometrical deformation, the image is subjected to 2D FFT and then takes an amplitude, and the 2D FFT amplitude is rotated at the same angle, and is deformed in inverse proportion to the scaling. Using an unaffected movement, a watermark derived from a sequence of pseudonoises is inserted in a particular area above the straight lines passing through the origin in the 2D FFT amplitude area. And, even though the geometric deformation occurs in the image, the points of the straight lines passing through the origin in the 2D FFT amplitude region are rotated equally, and the angle and the scaling are determined using a distance from the origin in inverse proportion to the scaling. The watermark detection area is reset and detection is performed using a whitening filter to find the watermark.
Similar Noise Sequence, White Filter, Amplitude, 2D FFT, Watermark
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 워터마크 삽입 장치의 블록 구성도이다. 1 is a block diagram of a watermark embedding apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 워터마크 삽입 과정을 보인 도면이다.2 illustrates a watermark embedding process according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 영상의 2D FFT 변환된 영역을 보인 도면이다.3 illustrates a 2D FFT transformed region of a digital image according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 워터마크 검출 장치의 블록 구성도이다.4 is a block diagram of a watermark detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 워터마크 검출 과정을 보인 도면이다.5 is a diagram illustrating a watermark detection process according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 워터마킹(watermarking)에 관한 것으로, 특히, 회전, 크기 조정, 이동 등과 같은 기하학적 변형에 강인한 워터마크를 디지털 영상 신호에 삽입/검출하는 삽입/검출장치 및 그 방법과, 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to watermarking, and more particularly, an insertion / detection apparatus and method for inserting / detecting a watermark, which is robust against geometric deformations such as rotation, scaling, movement, and the like, into a digital image signal, and the above-described method. The present invention relates to a computer-readable recording medium having recorded thereon a program.
정보통신기술이 발전함에 따라 각종 데이터 형태는 아날로그 형태에서 가공 처리가 용이하며 여러 번 재생 및 복사 후에도 품질 저하가 전혀 생기지 않는 디지 털 형태로 변화되고 있으며, 인터넷의 발전에 힘입어 디지털 형태의 데이터는 널리 유포되고 유통되고 있다.With the development of information and communication technology, various data forms are changed from analog form to digital form, which is easy to process and does not cause any quality deterioration even after playing and copying many times. It is widely distributed and distributed.
그 중 디지털 영상은 JPEG(joint photographic coding experts group) 등과 같은 압축기술의 발달로 인하여 인터넷상에서 널리 이용되어지고 있다.Among them, digital images are widely used on the Internet due to the development of compression techniques such as joint photographic coding experts group (JPEG).
이러한 디지털 영상은 복사 및 유통이 용이하여 인터넷과 같은 개방된 공간에서 저작자의 동의없이 무분별하게 유통될 경우에 원 저작자 및 소유자의 지적재산권이 보호받지 못하는 문제가 발생한다.Such digital images are easily copied and distributed, and thus, when the digital images are distributed indiscriminately in an open space such as the Internet without the author's consent, the intellectual property of the original author and the owner is not protected.
현재, 이러한 문제점을 해결하기 위해 디지털 영상에 비인지적인 신호를 내재시켜 이를 인증 및 소유권 보호에 이용하는 기법으로, 디지털 영상의 위조와 변조, 불법 사용여부를 탐지하고 소유권을 주장할 수 있는 워터마킹 방식이 제안되고 있다.In order to solve this problem, a method of embedding non-cognitive signals in digital images and using them for authentication and protection of ownership is a watermarking method that can detect and claim forgery, alteration, and illegal use of digital images. It is proposed.
현재 개발된 워터마킹 방식은 다양하나, 현재에는 주로 유사잡음수열(pseudo random sequence)을 이용하는 방법이 주종을 이루고 있는 상태이다. 또한, 워터마크(watermark)를 삽입하는 영역에 대해서도 공간영역(spatial domain) 보다는 DFT(Discrete Fourier Transform) 또는 DCT(Discrete Cosine Transform) 등을 이용한 변환 영역(transformed domain)이 주종을 이루고 있다.There are various watermarking methods developed at present, but nowadays, a method using a pseudo random sequence is mainly used. In addition, a transformed domain using a Discrete Fourier Transform (DFT) or a Discrete Cosine Transform (DCT) or the like is mainly used for a region in which a watermark is inserted.
유사잡음수열을 이용하는 대부분의 알고리즘들은 정합필터(matched filter)를 사용하여 유사잡음수열 형태로 변형되어 삽입된 워터마크를 검출하게 된다. 현재 워터마크 검출방법은 대부분 원(original) 영상이 없이 검출하는 블라인드 검출방식을 사용한다. Most algorithms using similar noise sequences detect a watermark inserted into a similar noise sequence using a matched filter. Most watermark detection methods currently use a blind detection method that detects an original image without an original image.
그러나, 블라인드 검출 방식은 사용자에 의해 디지털 영상이 회전, 크기조정, 평행이동 등과 같이 기하학적으로 변형되면, 유사잡음수열 검사시 수열동기화에 문제가 생겨서 워터마크를 검출하는 것이 사실상 불가능하다. 또한, 워터마크 검출시 원영상 신호가 잡음으로 작용하여 검출성능이 저하되는 문제점이 있다.However, in the blind detection method, when the digital image is geometrically deformed such as rotation, scaling, and parallel movement by the user, it is impossible to detect the watermark because there is a problem in hydrothermal synchronization during the pseudo-noise sequence test. In addition, when the watermark is detected, there is a problem in that the detection performance is degraded because the original video signal acts as a noise.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 디지털 영상의 회전, 크기조정, 평행 이동 등의 기하학적 변형에 강인한 워터마크를 디지털 영상에 삽입하고, 용이하게 추출할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to insert a watermark, which is robust against geometrical deformations such as rotation, scaling, and parallel movement of a digital image, into a digital image and to easily extract the watermark. .
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 워터마크 삽입과 검출 장치는, Watermark embedding and detection apparatus according to the present invention for achieving the above technical problem,
외부로부터 사용자 키를 입력받아 사용자 키에 해당하는 유사잡음수열을 발생시키는 유사잡음수열 발생부와, 디지털 영상을 제로 패딩(zero padding)하여 2차원 고속 퓨리에 변환(2D FFT: 2 domain Fast Fourier Transform)을 수행하는 퓨리에 변환부와, 상기 2차원 고속 퓨리에 변환한 디지털 영상에서 진폭 성분과 위상 성분으로 나누는 성분 분리부와, 상기 성분 분리부에 의해 얻은 진폭 영역에서 원점을 지나는 진폭 성분들을 포함하는 직선을 선택하고 상기 사용자 키에 부합하는 지점을 워터마크 삽입 지점으로 결정하는 삽입영역 결정부와, 상기 유사잡음수열 발생부에 의해 발생된 유사잡음수열을 이용하여 워터마크를 발생하는 워터마크 발생부와, 상기 워터마크 발생부에 의해 생성된 워터마크를 상기 삽입영역 결정부에 의해 결정된 지점에 부합되도록 삽입하는 워터마크 삽입부 및, 상기 워터마크 삽입부에 의해 워크마크가 삽입된 진폭 영역과 상기 위상 성분을 2차원 역 고속 퓨리에 변환 및 제로 제거(zero remove)를 통하여 워터마크가 삽입된 디지털 영상을 만들어내는 워터마크삽입영상 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A pseudo-noise sequence generator that receives a user's key from the outside and generates a pseudo-noise sequence corresponding to the user's key, and a 2-dimensional fast Fourier transform by zero padding a digital image (2D FFT: 2 domain Fast Fourier Transform) A Fourier transform unit for performing the following steps, a component separator for dividing the amplitude component and the phase component in the two-dimensional fast Fourier transform digital image, and a straight line including the amplitude components passing through the origin in the amplitude region obtained by the component separator. An insertion region determiner for selecting and determining a point corresponding to the user key as a watermark insertion point, a watermark generator for generating a watermark using the pseudonome sequence generated by the pseudonome sequence; Embed the watermark generated by the watermark generator so as to match the point determined by the insertion area determiner. A watermark embedding unit and a watermark embedding digital image through a two-dimensional inverse fast Fourier transform and zero remove of an amplitude region and a phase component into which a workmark is inserted by the watermark inserting unit It is characterized in that it comprises a watermark insertion image generation unit.
또한, 상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 특징에 따른 본 발명은,In addition, the present invention according to another feature for achieving the above technical problem,
외부로부터 사용자 키를 입력받아 사용자 키에 해당하는 유사잡음수열을 발생시키는 유사잡음수열 발생부와, 디지털 영상을 제로 패딩하여 2차원 고속 퓨리에 변환을 수행하는 퓨리에 변환부와, 상기 2차원 고속 퓨리에 변환한 디지털 영상에서 진폭 성분과 위상 성분으로 나누는 성분 분리부와, 상기 성분 분리부에 의해 얻은 진폭 영역에서 원점을 지나는 진폭 성분들을 포함하는 직선을 선택하고, 선택한 직선 상에 위치한 지점 중에 상기 사용자 키에 부합하는 지점들을 워터마크 추출 지점으로 결정하는 추출영역 결정부와, 상기 유사잡음수열 발생부에 의해 발생된 유사잡음수열을 이용하여 워터마크를 발생하는 워터마크 발생부와, 상기 워터마크 발생부에 의해 생성된 워터마크의 수열(Wn)과 상기 추출영역 결정부에 의해 제공하는 워터마크 추출지점의 수열(Jn)을 이용하여 상관값을 연산하는 상관기 및, 상기 상관기의 상관값과 설정된 문턱값을 이용하여 워터마크 검출 여부를 판단하는 워터마크 판별부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A pseudo-noise sequence generator that receives a user key from an external source and generates a pseudo-noise sequence corresponding to the user key, a Fourier transform unit that performs two-dimensional fast Fourier transform by zero-padding a digital image, and the two-dimensional fast Fourier transform A component separation unit for dividing an amplitude component and a phase component in a digital image, and a straight line including amplitude components passing through an origin in an amplitude region obtained by the component separation unit, and selecting a straight line, An extraction region determiner for determining matching points as a watermark extraction point, a watermark generator for generating a watermark using the pseudonome sequence generated by the pseudonome sequence, and the watermark generator the sequence of the watermark is generated by (W n) and the watermark estimation provided by said extraction region determiner Characterized by including the point of the sequence (J n) for use by a correlator for calculating a correlation value, and, to determine the watermark to determine a correlation value and set whether the watermark detected using the threshold value of the correlator unit.
또한, 상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 또 다른 특징에 따른 본 발명은,In addition, the present invention according to another feature for achieving the above technical problem,
외부로부터 입력되는 사용자 키를 이용하여 유사잡음 수열을 발생시키는 제1 단계와, 외부로부터 입력되는 워터마크 삽입대상인 원 신호를 제로 패딩하고 2차원 고속 퓨리에 변환키는 제2 단계와, 상기 2차원 고속 퓨리에 변환한 디지털 영상에서 진폭 성분과 위상 성분으로 성분 분리하는 제3 단계와, 상기 성분 분리부에 의해 얻은 진폭 영역에서 원점을 지나는 진폭 성분들을 포함하는 직선을 선택하고, 선택한 직선 상에 위치한 지점 중에 상기 사용자 키에 부합하는 지점을 워터마크 삽입 지점으로 결정하는 제4 단계와, 상기 유사잡음수열에 부합되는 워터마크를 발생시켜 상기 제4 단계에서 결정한 삽입지점으로 워터마크를 삽입하는 제5 단계와, 상기 워터마크가 삽입된 진폭 영역을 제로 제거된 디지털 영상으로 만드는 제6 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A first step of generating a similar noise sequence using a user key input from the outside; a second step of zero padding the original signal to be inserted into the watermark input from the outside; and a second step of the two-dimensional fast Fourier transform key; A third step of separating the components into amplitude and phase components in a Fourier transformed digital image, and selecting a straight line including amplitude components passing through the origin in the amplitude region obtained by the component separating unit, A fourth step of determining a point corresponding to the user key as a watermark insertion point, a fifth step of generating a watermark corresponding to the similar noise sequence and inserting the watermark into the insertion point determined in the fourth step; And a sixth step of making the watermark-embedded amplitude region into a zero-eliminated digital image. And a gong.
또한, 상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 또 다른 특징에 따른 본 발명은,In addition, the present invention according to another feature for achieving the above technical problem,
외부로부터 사용자 키를 입력받아 사용자 키에 해당하는 유사잡음수열을 발생시키는 제1 단계와, 외부로부터 입력되는 워터마크가 삽입된 디지털 영상을 제로 패딩하여 2차원 고속 퓨리에 변환시키는 제2 단계와, 상기 2차원 고속 퓨리에 변환한 디지털 영상을 진폭 성분과 위상 성분으로 나누는 제3 단계와, 상기 성분 분리부에 의해 얻은 진폭 영역에서 원점을 지나는 진폭 성분들을 포함하는 직선을 선택하고, 선택한 직선 상에 위치한 지점 중에 상기 사용자 키에 부합하는 지점들(Jn)을 워터마크 추출 지점으로 결정하는 제4 단계와, 상기 워터마크 발생부에 의해 생성된 워터마크의 수열(Wn)과 상기 추출영역 결정부에 의해 제공하는 워터마크 추출지점의 수열(Jn)을 이용하여 상관값을 연산하는 제5 단계와, 상기 상관값과 설정된 문 턱값을 이용하여 워터마크 검출 여부를 판단하는 제6 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A first step of receiving a user key from an external source and generating a similar noise sequence corresponding to the user key, a second step of zero-padding a digital image into which a watermark is input from an external source and inserting a two-dimensional fast Fourier transform; A third step of dividing the two-dimensional fast Fourier transformed digital image into an amplitude component and a phase component, and selecting a straight line including amplitude components passing through the origin in the amplitude region obtained by the component separation unit, and a point located on the selected straight line A fourth step of determining points J n corresponding to the user key as a watermark extraction point, a sequence of watermarks W n generated by the watermark generator, and the extraction area determination unit and a fifth step of calculating a correlation value using a random number sequence (J n) of the watermark extraction point provided by, take advantage of the correlation values and the set door teokgap Characterized in that a sixth step of determining whether the watermark is detected.
이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 워터마크 삽입과 검출 장치 및 그 방법을 설명한다.Hereinafter, a watermark embedding and detecting apparatus and method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 워터마크 삽입 장치의 블록 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 워터마크 삽입장치는 퓨리에 변환부(11), 유사잡음수열 발생부(12), 성분 분리부(13), 삽입영역 결정부(14), 워터마크 발생부(15), 워터마크 삽입부(16), 및 워터마크 삽입영상 생성부(17)를 포함한다.1 is a block diagram of a watermark embedding apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the watermark embedding apparatus according to an embodiment of the present invention includes a Fourier transform unit 11, a
본 발명은 디지털 영상의 2D FFT 영역에서 기하학적 변형에 강인한 진폭(amplitude) 영역에 워터마크를 삽입하는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that a watermark is inserted in an amplitude region that is robust to geometric deformation in a 2D FFT region of a digital image.
따라서, 퓨리에 변환부(11)는 디지털 영상을 2D FFT로 변환시키기 위한 것이고, 성분 분리부(13)는 2D FFT한 디지털 영상에서 위상 성분과 진폭 성분을 분리하기 위한 것이며, 삽입영역 결정부(14)는 워터마크가 삽입될 영역을 결정하기 위한 것이다. 이때, 삽입영역 결정부(14)는 사용자 키와, 디지털 영상의 진폭 성분를 이용하며, 진폭 성분에서도 진폭 성분을 포함하며 원점을 통과하는 직선을 이용한다.Accordingly, the Fourier transform unit 11 is for converting a digital image into a 2D FFT, and the
유사잡음수열 발생부(12)는 소유권 정보를 담고 있는 사용자 키를 입력받아 사용자 키에 해당하는 유사잡음수열을 발생한다. 유사잡음수열은 통계적으로 거의 불규칙한 특성을 갖기 때문에 사용자 키를 알지 못하는 경우에는 역추적이 불가능하지만, 사용자 키를 아는 경우에는 기계적인 과정을 통해서 재생이 가능하다. 따 라서, 유사잡음수열 발생부(12)에 의해 발생된 유사잡음수열은 사용자만이 해독할 수 있는 유사잡음수열이 된다.The similar noise
워터마크 발생부(15)는 유사잡음수열 발생부(12)에 의해 생성된 유사잡음수열에 대응하는 워터마크를 생성한다. 워터마크 삽입부(16)는 삽입영역 결정부(13)와 워터마크 발생부(14)의 출력을 입력받아 디지털 영상의 진폭 성분에 워터마크를 삽입한다. 워터마크 삽입영상 생성부(17)는 컴퓨터 등이 읽을 수 있는 형태의 디지털 신호로 만들기 위해 워터마크가 삽입된 진폭 성분과, 상기 성분 분리부(13)에 의해 분리되어져 있던 위상 성분을 합하고 역 퓨리에 변환시키고 제로 리무브를 수행하여 원 디지털 신호의 규격이 되게 한다.
The
이하, 첨부한 도 2와 도 3을 참조로 하여 도 1에 도시된 워터마크 삽입 장치의 동작을 설명한다.Hereinafter, an operation of the watermark embedding apparatus shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 워터마크 삽입 과정을 보인 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 영상의 2D FFT 변환된 주파수 영역을 보인 도면이다.2 is a view showing a watermark embedding process according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a view showing a 2D FFT transformed frequency domain of a digital image according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, T×T 크기의 디지털 영상 신호인 원영상 i(x,y)가 입력되면, 퓨리에 변환부(11)는 원영상 i(x, y)를 K(K는 2, 3, 4, ....)T×KT 크기로 정방형으로 제로 패딩(zero padding)을 한다(S210).As shown in FIG. 2, when the original image i (x, y), which is a T × T digital image signal, is input, the Fourier transform unit 11 converts the original image i (x, y) to K (K is 2). , 3, 4, ....) T × KT size to zero padding (S210).
여기서, 제로 패딩을 하는 것은 이후 수행될 2D FFT의 해상도를 높이기 위해서이다. 일예로 원 영상의 크기가 512(가로)×512(세로) 크기인 경우, 1024×1024 또는, 2048×2048 등과 같이 원 영상보다 훨씬 큰 크기로 제로 패딩한다. 이때, K값은 T×T크기의 원영상이 이후 작업자에 의해 회전, 크기조정, 평행이동 등과 같이 기하학적으로 변형이 되더라도 제로 패딩한 크기내에 들어올 수 있게 하도록 그 값을 충분히 크게 하는 것이 양호하다. 그러나, K값이 너무 커져 제로 패팅의 크기가 커지면 2D FFT의 해상도가 증가하지만, 그에 따라 계산량이 늘어나기 때문에 K값의 조절이 필요하다.Here, the zero padding is to increase the resolution of the 2D FFT to be performed later. For example, when the size of the original image is 512 (width) x 512 (length), zero padding is performed at a much larger size than the original image, such as 1024 × 1024 or 2048 × 2048. In this case, it is preferable that the value of K be large enough so that the original image of the T × T size can be brought into the zero-padded size even if it is geometrically deformed such as rotation, scaling, or parallel movement by the operator. However, if the K value becomes too large and the size of the zero patting increases, the resolution of the 2D FFT increases, but the amount of calculation increases accordingly, and thus the K value needs to be adjusted.
본 발명에서는 도 3과 같이 원영상을 2T×2T 크기로 제로 패팅하였을 때를 일 실시예로 하여 설명한다.In the present invention, when the original image is zero-patterned to a size of 2T × 2T as shown in FIG. 3, an embodiment will be described.
도 3과 같은 정방형으로 제로 패딩 한 퓨리에 변환부(11)는 제로 패딩한 i(x, y)를 2차원 고속 퓨리에 변환(2D FFT)하여 I(X,Y)값을 얻고, 이를 성분 분리부(13)로 출력한다(S211).The zero-padded Fourier transform unit 11 as shown in FIG. 3 obtains an I (X, Y) value by performing two-dimensional fast Fourier transform (2D FFT) on the zero-padded i (x, y), and the component separation unit Output to (13) (S211).
여기서, I(X,Y)의 각 원소들은 복소수로 구성되며, 복소수 중 실수부가 진폭 성분이고, 허수부가 위상 성분이다.Here, each element of I (X, Y) is composed of a complex number, the real part of the complex number is an amplitude component, and the imaginary part is a phase component.
성분 분리부(13)는 퓨리에 변환부(11)로부터 2D FFT한 영상 신호를 입력하면, 진폭 성분과 위상 성분을 분리한다(S212). 이때, 진폭 성분은 절대치값으로 나타내게 되어 로 표현되고, 위상 성분은 그대로 PI(X,Y)로 표현된다. 본 발명은 진폭 성분에 워터마크를 삽입하는 것을 특징으로 하므로, 성분 분리부(13)에서 분리된 진폭 성분()는 삽입영역 결정부(14)로 출력된다.When the
삽입영역 결정부(14)는 성분 분리부(13)로부터 진폭 성분()를 입력받아 진폭 성분에 워터마크가 삽입될 영역을 결정하게 되는데, 이때의 워터마크 삽입 영역은 사용자 키에 따라 결정하게 된다(S213).The insertion region determiner 14 receives the amplitude component (a) from the
이는 사용자 키에 따라야만 사용자 키에 의해 생성되는 워터마크에 정합되기 때문이다. 삽입영역 결정부(14)는 워터마크 삽입 영역 결정에 있어서, 영상의 회전, 축소/확대, 이동에 대해서도 영향을 덜받 는 진폭 영역을 선택하여야 하는데, 상기와 같은 기하학적 변형에 강인한 진폭 영역은 도 3에 도시된 바와 같이 원점가로 지르는 직선(L1, L2, ..., Lm, ..., LM)이다. 이때 직선은 진폭 성분에 의해 만들어지는 것으로, 원점을 지나는 직선은 기하학적 변형 후에도 원점을 지나는 직선의 형태를 나타내므로 기하학적 변형 후에도 검출이 용이하다.This is because the watermark generated by the user key only matches the user key. The
이하, 삽입영역 결정부(14)에서 의해 수행되는 진폭 영역의 직선(L1, L2, ..., Lm, ..., LM)에서 워터마크 삽입 영역 결정 동작을 설명한다.Hereinafter, an operation of determining the watermark embedding area on the straight lines L 1 , L 2 , ..., L m , ..., L M of the amplitude area performed by the embedding
일 예로, 원영상 i(x, y)를 공간 영역(spatial domain)에서 α만큼 회전시키고, σ만큼 영상을 가로, 세로로 크기 조정하며, (x0, y0)만큼 이동 시켰다고 하자.For example, suppose that the original image i (x, y) is rotated by α in the spatial domain, the image is scaled horizontally and vertically by σ, and moved by (x0, y0).
이렇게 RST(Rotation, Scaling, Translation) 변형이 일어나서 만들어진 영상이 j(x, y)이라 할 경우, j(x, y)를 다음의 수학식 1과 같이 표시할 수 있다.When the image generated by the transformation of the RST (Rotation, Scaling, Translation) is j (x, y), j (x, y) can be expressed as Equation 1 below.
그리고, 상기 j(x, y)를 2D FFT 한 후, 절대값을 취한 는 다음의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다. Then, after 2D FFT of j (x, y), the absolute value is taken. Can be expressed as Equation 2 below.
상기 수학식 1과 수학식 2에서 볼 수 있듯이, J(X,Y)는 I(X,Y)를 α만큼 회전한 후, α-1배로 가로, 세로로 크기 조정하여 얻어진다. 모든 점에서 값들이 배 만큼 커지지만 검출에 아무런 영향을 미치지 않는다. 또한, (x0, y0)만큼 평행이동한 것은 에 아무런 영향을 미치지 않는다.As shown in Equations 1 and 2, J (X, Y) is obtained by rotating I (X, Y) by α, and then scaling them horizontally and vertically by α −1 times. The values at all points It is twice as big but does not affect detection. Also, the parallel movement by (x0, y0) Does not affect anything.
다시 말해, 기하학적 변형시 변형에 따라 회전에 비례하고, 크기조정에 반비례하며, 평행이동은 영향을 미치지 않는다.In other words, the geometric deformation is proportional to the rotation, inversely proportional to the scaling, and the translation does not affect.
따라서, 에서 원점을 지나는 직선 위의 점 중에서 워터마크가 삽입될 점의 집합인 {}는 i(x, y)가 α만큼 회전되고, σ만큼 영상을 가로, 세로로 크기조정하게 되면, α만큼 회전하게 되고 1/σ배만큼 가로, 세로 좌표가 크기 조정된다.therefore, The set of points on the straight line through the origin at which the watermark will be inserted { } Rotates i (x, y) by α, scales the image horizontally and vertically by σ, rotates by α and scales the horizontal and vertical coordinates by 1 / σ times.
이러한 이유로 인해, 삽입영역 결정부(14)는 원점을 지나는 직선(L1, L2, ..., Lm, ..., LM)을 선택한다. 그런 다음 각 직선들 위에서 워터마크를 삽입할 점을 선택하게 되는데, 이때 원점에서 거리가 상대적으로 가까운 저주파 영역 즉, 반경이 R1 이내의 점들은 영상에 민감한 부분이므로 삽입영역에서 제외하고, 원점에서 상대적으로 먼 고주파 영역 즉, 반경이 R2 밖의 점들은 압축 등 신호처리과정에서 손상되는 부분이므로 역시 삽입영역에서 제외한다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 원점에서의 거리가 R1과 R2 사이에 있는 점이면서 원점을 지나는 직선(L1, L2, ..., Lm, ..., LM) 위에 있는 점들을 선택한다.For this reason, the insertion
이렇게 선택된 점들은 각 직선마다 일정 간격으로 K 씩 샘플링된 것이므로, 총 개수는 M(직선의 개수) ×K(샘플링 수)가 된다. 도 3에 도시된 바에 따르면, 각 직선에는 5개의 점(k1, k2, k3, k4, k5)이 샘플링되어 있다. 여기서, 샘플링된 점 즉, 워터마크가 삽입될 영역(즉 점)이 {}이며, 따라서, 수열 {}는 하기의 유사잡음수열(Un)과 워터마크(Wn)의 데이터 수와 동일한 {I1, I2, ..., IN)가 된다.Since the points selected in this way are sampled by K at regular intervals for each straight line, the total number becomes M (number of straight lines) x K (sampling number). As shown in Fig. 3, five points k1, k2, k3, k4 and k5 are sampled on each straight line. Here, the sampled point, i.e., the area (i.e., the point) into which the watermark is to be inserted, is { }, Thus, the sequence { } Becomes {I 1 , I 2 ,..., I N ) equal to the data numbers of the similar noise sequence Un and the watermark Wn described below.
한편, 본 발명은 디지털 영상에 워터마크를 삽입할 때 유사잡음수열을 이용하는 것을 특징으로 하므로, 사용자만을 나타내는 유사잡음수열을 필요로 한다.On the other hand, the present invention is characterized by using a similar noise sequence when embedding the watermark in the digital image, it requires a similar noise sequence indicating only the user.
이를 위해, 유사잡음수열 발생부(12)는 사용자 키를 제공받아 사용자 키에 부합하는 유사잡음수열(Un)을 발생시키고, 이를 워터마크 발생부(15)에 제공한다(S214). 이때, 상기 유사잡음수열 발생부(12)에 의해 발생된 유사잡음수열(Un)은 사용자 키에 따라 U1, U2, U3, ..., UN의 값을 나타낸다.To this end, the
워터마크 발생부(15)는 상기 유사잡음수열(Un)을 입력받아 유사잡음수열(Un)에 부합하는 워터마크(Wn)를 발생하는데, 이때, 워터마크(Wn)는 유사잡음수열(Un)에 따르므로 W1, W2, W3, ...., WN이 된다(S215).The
워터마크 발생부(15)는 발생한 워터마크에 대하여 삽입될 지점의 세기(진폭 값)에 부합하는 세기를 가지도록 하여 배경잡음 노이즈에 대하여 영향을 덜 받도록 워터마크(Wn)의 세기를 조절하는데, 이때의 세기는 f(H, Un)의 값을 통해 결정한다. 여기서, H는 워터마크가 삽입되는 지점의 주변 영역의 세기, In(X, Y)의 주변 영역의 세기라고 할 수 있다. H를 구하는 것은 여러 가지 방법이 있을 수 있으나, 가장 간단하고 쉬운 방법은 삽입 지점을 둘러싸는 설정된 영역의 세기를 구한 후, 이들 값의 평균을 내어 평균값×Un의 세기를 하여 그 결과를 H 값으로 하는 것이다.The
따라서, 도 3에서, 저주파 영역에 가까운 측은 노이즈가 작으므로 워터마크의 세기를 크게 하고, 고주파 영역에 가까운 측은 노이즈가 크므로 워터마크의 세기를 크게 한다. 그러나 간단한 구현을 위해서는 Wn=Un 일 수도 있다.Therefore, in Fig. 3, the side closer to the low frequency region has a smaller noise, so the intensity of the watermark is increased, and the side closer to the high frequency region has a larger noise, so the intensity of the watermark is increased. But for a simple implementation, Wn = Un can be.
워터마크 발생부(15)에서 발생된 워터마크(Wn)은 워터마크 삽입부(16)에 입력되고, 삽입영역 결정부(14)에 의해 결정된 삽입 정보가 워터마크 삽입부(16)에 입력된다. 따라서, 상기와 같이, 삽입영역 결정부(14)에 의해 삽입 점들의 위치가 결정되고, 워터마크 발생부(15)에 의해 삽입될 워터마크(Wn)가 생성되면, 워터마크 삽입부(16)는 워터마크(Wn)를 삽입 점들(In)에 삽입시킨다(S216).The watermark Wn generated by the
여기서, 워터마크 삽입부(16)는 In에 Wn을 삽입하는 과정에서, Wn이 양수이면 In(X, Y)+Wn를 수행하고, Wn이 음수이면 In(X, Y)과 회전쌍 In(X', Y')-Wn을 수행한다. 이렇게 하면, 항상 양수값을 갖는 워터마크를 더할 수 있게 된다.
Herein, in the process of inserting Wn into I n , the
상기와 같이 하는 이유는, |In (X,Y)| 값들은 모두 0 이상이지만, Wn은 양수, 음수 값을 모두 갖게 된다. 따라서 특정한 점에서 |In(X,Y)| + Wn(X,Y) < 0 이 되면, 신호에 왜곡이 생기게 된다. 이를 해결하기 위해, |In(X,Y)|에 워터마크를 더할 때, (X,Y)와 이를 특정한 각도만큼 회전한 점을 쌍으로 이용하여 워터마크를 더한다.The reason for the above is as follows: | I n (X, Y) | The values are all zero or more, but W n has both positive and negative values. Thus, at some point | I n (X, Y) | When + W n (X, Y) <0, the signal is distorted. To solve this problem, when adding a watermark to | I n (X, Y) |, the watermark is added using (X, Y) and a point rotated by a specific angle in pairs.
예를 들어, 90도를 쌍으로 한다고 하면, (X,Y)와 (Y,-X) 가 쌍을 이룬다. 차후에 검출 시에 워터마크(Wn) 신호를 얻기 위해서는 |In(X,Y)| - |In(Y, -X)|를 수행하면 된다.For example, if 90 degrees are paired, (X, Y) and (Y, -X) are paired. In order to obtain a watermark (W n) signal at a later detection, | I n (X, Y) | -| I n (Y, -X) |
상기와 같이, 워터마크가 삽입되면, 워터마크 삽입영상 생성부(17)는 워터마크가 삽입된 |I(X,Y)|와 PI(X,Y)를 합쳐서 FFT 영역에서의 디지털 신호(WI(X,Y))로 만들고(S217), 2D IFFT(Inverse FFT)하여(S218), 공간 영역으로 변환시킨 후, 제로 패딩시 삽입된 제로를 제거하여 워터마크가 삽입된 디지털 영상인 wi(x, y)를 완성한다(S219).As described above, when the watermark is inserted, the watermark embedding
이하, 도 4와 도 5를 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 워터마크 검출 장치를 설명한다.Hereinafter, a watermark detection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 워터마크 검출 장치의 블록 구성도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 워터마크 검출 과정을 보인 도면이다.4 is a block diagram of a watermark detection apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a view showing a watermark detection process according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 워터마크 검출 장치는 퓨리에 변환부(21), 유사잡음수열 발생부(22), 성분 분리부(23), 추출영역 결정부(24), 워터마크 발생부(25), 백색필터(26), 상관기(27) 및 워터마크 판별부(28)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the watermark detection apparatus according to the embodiment of the present invention includes a
상기에서 퓨리에 변환부(21), 유사잡음수열 발생부(22), 성분 분리부(23), 워터마크 발생부(25)는 상술한 도 1 내지 도 3을 참조로 한 설명과 동일한 동작을 하므로 설명하지 않는다.Since the
추출영역 결정부(24)는 2D FFT한 진폭 영역의 원점을 지나는 직선에서 사용자 키에 해당하는 지점을 워터마크가 삽입된 지점이라고 선택하여 Jm을 생성하게 되는데, 이후의 삽입지점 선택은 워터마크 판별부(28)의 제어에 따른다.The
백색필터(26)는 원 신호 In에 의한 간섭효과를 최소화하기 위해 진폭 성분의 주파수 영역에서 원점을 지나는 임의의 직선들을 이용하여 자기상관행렬을 만들고, 자기상관행렬로부터 백색화필터링 행렬을 구하여 상기 워터마크 발생부(25)에 의해 생성된 워터마크(Wn)와 함께 상관기(27)에 제공한다.The
여기서, 백색필터(26)에서 백색화필터링 행렬을 구하는 과정을 설명한다.Here, a process of obtaining the whitening filtering matrix in the
백색필터(26)는 성분 분리부(23)에서 제공하는 진폭 성분 중에서 원점을 지나는 임의의 직선 Ma (a= 1,.....A)의 모든 직선 각각에 대해 |In(X,Y)|를 선정할 때와 마찬가지로 방법으로 사용자 키를 이용하여 워터마크가 삽입되어 있을거라 추정되는 점들을 선택하고, K개의 점으로 이루어진 (K,1)차원의 벡터 B
a를 만든다. 이때 만들어진 벡터B는 A개가 된다. 한 예로, 1도부터 180도까지 A=180개의 직선을 생각할 수 있다.
The
그런 다음, 백색필터(26)는 R(자기상관행렬) = ΣBa Ba
T를 통하여 (K,K) 차원의 자기상관행렬(R)을 구한다. 그리고, 자기상관행렬을 고유치 분해를 통해 두개의 새로운 고유백터행렬(V)와 고유치행렬(Λ)을 얻는다. 고유치분해는 다음의 수학식3과 같다.Then, the
R은 자기상관행렬, vi와 λi는 각각 고유백터와 고유치이다.R is an autocorrelation matrix, v i and λ i are eigenvectors and eigenvalues, respectively.
여기서, 고유백터행렬(V)은 다음의 수학식 4과 같다. Here, the eigenvector matrix V is as shown in Equation 4 below.
상기 고유치행렬(Λ)은 대각행렬로서 다음의 수학식 5와 같다.The eigenvalue matrix Λ is a diagonal matrix as shown in Equation 5 below.
그리고, 자기상관행렬의 고유치분해는 다음의 수학식 6과 같다.The eigenvalue decomposition of the autocorrelation matrix is given by Equation 6 below.
상기의 수학식 3 내지 6으로부터 다음의 수학식 7과 같은 백색화필터링행렬(Q)을 구한다. From the above Equations 3 to 6, the whitening filtering matrix Q as shown in Equation 7 is obtained.
여기서, γ는 강인성계수로서는 특이값검출(Singular Value Detection)에 의한 오류를 막는다. I는 단위행렬이다.Here, γ prevents an error due to singular value detection as a toughness coefficient. I is a unit matrix.
백색필터(26)는 상기와 같이 생성한 백색화필터링 행렬(Q)과, 워터마크 발생부(25)에 의해 생성된 워터마크(Wn)를 상관기(27)로 출력한다.The
상관기(27)는 워터마크(Wn)와, 백색화필터링 행렬(Q)과, 추출영역 결정부(24)에 의해 선택된 Jm을 입력받아 자기상관을 수행함으로써 j(x, y)에 삽입된 워터마크를 추출하게 된다.
The
이하, 도 5를 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 워터마크 검출 장치의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the watermark detection apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5.
우선, 본 발명의 검출장치에 입력되는 디지털 영상인 j(x, y)는 워터마크가 삽입되어 있으며, 작업자에 의해 가로, 세로 크기 변형, 회전, 평행이동되어 진 것이거나, 또는 그렇지 않은 것이다.First, j (x, y), which is a digital image input to the detection apparatus of the present invention, has a watermark inserted therein, and is horizontally or vertically deformed, rotated or translated by an operator or not.
디지털 영상인 j(x, Y)는 퓨리에 변환부(21)에 의해 워터마크 삽입시의 제로 패팅 크기와 같아지도록 2T×2T 크기의 정방향으로 제로 패딩을 되고(S510), 2D FFT되어 퓨리에 변환된 J(X, Y)로 변한다(S511).The digital image j (x, Y) is zero-padded in a forward direction of a size of 2T × 2T by the
2D FFT 변환된 디지털 영상인 J(X, Y)는 성분 분리부(23)에 입력되고, 성분 분리부(23)에 의해 진폭 성분과 위상 성분을 분리된다(S512).
J (X, Y), which is a 2D FFT-converted digital image, is input to the
본 발명은 진폭 성분에 워터마크를 삽입하는 것을 특징으로 하였는 바, 이에 따라 워터마크가 삽입된 주파수 도메인에서의 진폭 성분을 추출영역 결정부(24)로 출력하여 진폭 영역내의 워터마크 삽입 지점이 선택되게 한다. The present invention is characterized in that the watermark is embedded in the amplitude component. Accordingly, the watermark embedding point in the amplitude region is selected by outputting the amplitude component in the frequency domain in which the watermark is inserted to the
추출영역 결정부(24)는 J(X, Y)의 진폭 영역 신호를 입력받아 진폭 영역중 어디에 워터마크가 삽입되어 있는지를 결정하게 된다. 그런데, 추출영역 결정부는 입력된 j(x, y)가 회전, 평행이동, 스케일 변형되었는지에 대한 정보를 알 수 없다. 그러므로, 도 1 내지 도 3을 참조로 한 설명과 같이 워터마크를 삽입하였던 정보를 이용하여 우선적으로 워터마크가 있을 것 같은 지점을 추측하여 결정한다. 이때, 추측은 워터마크 삽입시에 이용한 사용자 키를 이용한다.The
따라서, 추출영역 결정부(24)에 의해 추측되는 지점은 원점을 지나는 모든 직선 중에 다수의 직선 상에 있을 것이다. 그리고, 워터마크가 삽입된 다수의 직선은 서로 동일한 수(K개)의 워터마크가 삽입되어 있을 것이므로, 상기 워터마크가 삽입된 다수의 직선의 수가 M개이고 하나의 직선에 삽입된 워터마크의 수가 K개이면, 추출영역 결정부(24)에 의해 결정되는 삽입 지점은 K×M개이다.Thus, the point estimated by the
추출영역 결정부(24)의 동작을 보면, 추출영역 결정부(24)는 상술한 워터마크 삽입방법에서 |In (X,Y)|을 정하는 것과 마찬가지 방법으로, 사용자 키를 통하여 원점을 지나는 각 직선(L1, ..... ,LM)위에 있는 점들 중에서 직선 위에서 삽입때와 동일한 방법으로 샘플링하여 워터마크가 삽입된 지점의 점을 얻는다. 이때 각 직선을 통해 얻어지는 점은 수열값을 나타내며, 이 때의 수열을 Jn이라 하면, Jn은 ,Jn
= Wn + In 수열을 통해 얻어지며 상관기(27)에 제공된다(S213).Referring to the operation of the extraction
이때, Jn 수열을 구성함에 있어서 그 평균이 0이 되도록 옵셋(offset) 조정을 한다.At this time, the offset is adjusted so that the average becomes 0 in constructing the J n sequence.
한편, 유사잡음수열 발생부(22)는 사용자 키를 제공받아 사용자 키에 부합하는 유사잡음수열(Un)을 발생시키고, 이를 워터마크 발생부(15)에 제공한다(S514). 이때, 상기 유사잡음수열 발생부(12)에 의해 발생된 유사잡음수열(Un)은 사용자 키에 따라 U1, U2, U3, ..., UN의 값을 나타낸다.Meanwhile, the similar
워터마크 발생부(25)는 상기 유사잡음수열(Un)을 입력받아 유사잡음수열(Un)에 부합하는 워터마크(Wn)을 발생하여 백색필터(26)에 제공하는데, 이때, 워터마크(Wn)는 유사잡음수열(Un)에 따르므로 W1, W2, W3, ...., WN
이 된다(S515).The
백색필터(26)는 회전, 가로, 세로 크기 변형, 평행이동된 워터마크가 삽입된 디지털 신호의 진폭 영역에 대하여 백색화필터링 행렬(Q)을 구한 후, 백색화필터링 행렬(Q)과 사용자 키에 부합하는 워터마크(Wn)를 상관기(27)로 출력한다(S516).The
상기 Jn 은 원점을 지나는 M개의 직선(L1, ..... ,LM)에 각각 K개씩의 점이 있어서 총 길이가 M×K=N개인데, 상관기(27)는 이를 검출하기 위해서, Jn과 Wn을 길이가 K인 M개의 수열로 나누어서, 피스 와이즈(piece wise)로 자기상관(correlation)을 취하고(S517), M개의 자기상관값을 합하여 전체 상관값으로 한다(S518).
The J n has K points on M straight lines (L 1 ,..., L M ) passing through the origin, so that the total length is M × K = N, and the
즉, 상관기(27)는 피스 와이즈을 위해서 Jn , Wn , In 수열을 길이 K인 M개의 수열로 분할하여 M개의 (K,1) 차원의 벡터(Ba)로 구성하는데, 이때의 {Jn }→ {J
1 , .... ,J
M }, {Wn } → {W
1 , .... ,W
M
}, {In }→ {I
1 , .... ,I
M } 이다. 여기서, {J
1 , .... ,J
M }, {W
1 , .... ,W
M }, {I
1 , .... ,I
M }는 벡터 또는 행렬을 나타낸다.That is, the
이와 같은 동작이 피스 와이즈 상관 동작이며, 이렇게 피스 와이즈 상관 동작은 수학식 8과 같이 나타낼 수 있으며, 피스 와이즈 상관 동작에 의해 피스 와이즈 상관값 Cm이 산출된다.This operation is a piece-wise correlation operation. The piece-wise correlation operation can be expressed as shown in Equation 8, and the piece-wise correlation value C m is calculated by the piece-wise correlation operation.
상관기(27)는 상기 수학식 8을 통해 얻어진 Cm을 워터마크 판별부((28)에 제공한다.The
워터마크 판별부(28)는 Cm값을 평균하여 판별값(C)를 얻고, 얻어진 판별값(C)을 설정된 문턱값과 비교하여 판별값(C)이 문턱값보다 작으면 워터마크가 추출되지 않은 것으로 판단하고, 판별값(C)이 문턱값보다 크면 워터마크가 검출된 것으로 판단한다. 여기서, 워터마크가 검출된 것이라고 판단하면, 추출영역 결정부(24)에서 선택한 Jn에 해당하는 지점에 워터마크가 삽입되어 있으므로, 해당 지점을 추출하여 워터마크를 추출하게 된다.The
여기서, 상술한 바와 같이, 본 발명의 검출장치는 j(x, y)가 어떤식으로 기 하학적 변형이 되었는지를 알 수 없다고 하였으며, 이에 의해 기학학적 변형이 없는 상태라고 가정하여 본 발명의 검출동작을 하였다. 따라서, 워터마크 판별부(28)에 의해 워터마크가 검출되지 않았다고 판별되면, 이는 j(x, y)가 기하학적 변형이 되었다는 것을 의미한다.Here, as described above, the detection device of the present invention is said that it is not known how j (x, y) is geometrically modified, thereby assuming that there is no geometrical deformation detection of the present invention Operation was performed. Therefore, if it is determined by the
따라서, 워터마크 판별부(28)는 워터마크를 검출하지 못하였다고 판단되면, 워터마크가 검출될 수 있도록 추출영역 결정부(24)로 하여금 워터마크 삽입지점(Jm)을 변경되게 하고, 백색화필터링 행렬(Q)이 변경되게 한다.Therefore, if it is determined that the
상기와 같은 워터마크 판별부(28)의 변경 신호에 따라, 추출영역 결정부(24)는 회전과, 가로, 세로 축소/확대에 대응하는 Jn 수열을 얻는 과정을 수행한다.In accordance with the change signal of the
즉, 추출영역 결정부(24)는 워터마크 판별부(28)로부터 워터마크가 검출되지 않았다는 신호를 입력받으면, 워터마크가 삽입되어 있을 거라고 판단하여 선택한 최초 선택 직선들로부터 각각 1°회전된 직선을 선택하고, 선택한 직선들 상에 있는 K개의 지점을 사용자 키를 이용하여 새로운 Jn을 생성하고, 이를 상관기(27)에 제공한다. 그리고, 백색필터(26)는 새로운 K 지점에 대응하여 새로운 백색화필터링 행렬을 구하여 상관기(27)에 제공함으로써 워터마크 판별부(28)가 새로이 워터마크 검출 여부를 판단하게 한다.That is, when the
여기서, 본 발명은 상기에서 새로운 Jn을 생성하기 위해 새로이 선택되는 직선은 이전 선택 직선에 대해 1°회전된 직선에 한정되지 않고, 2°, 3°, 10°회전된 직선 등일 수 있다. Herein, the present invention is not limited to a straight line rotated by 1 ° with respect to the previous selected straight line to generate a new J n , but may be a straight line rotated by 2 °, 3 °, or 10 °.
본 발명의 추출영역 결정부(24)는 워터마크 판별부(28)가 워터마크 검출을 하지 못하였을 때 상기 추출영역 결정부(14)가 이전 직선에 대해 1°회전된 직선을 선택하는 과정을 반복한다.The extraction
또한, 추출영역 결정부(24)는 상기와 같이 회전에 대응하는 동작과 더불어, 스케일 변경에 대응되도록 이전에 선택한 직선상에 있는 K개의 지점을 직선 상에서 전체길이에 대해 임의의 소정 %씩 이동시켜 새로운 Jn을 생성하고 이를 상관기(27)에 제공한다.In addition to the operation corresponding to the rotation as described above, the extraction
상기와 같이 하는 이유는 기하학적 변형이 되더라도 원점을 지나는 직선은 회전시 원점을 중심으로 회전이동하게 되고, 가로/세로 크기 변형시 그 직선의 길이만이 축소 또는 확대되기 때문이며, 평행이동은 관련이 없기 때문이다.The reason for the above is that even when the geometric deformation is performed, the straight line passing through the origin is rotated about the origin when rotating, and only the length of the straight line is reduced or enlarged when the horizontal / vertical size is deformed, and the parallel movement is irrelevant. to be.
따라서, 1°부터 180°까지를 단위각도 즉, 1°씩 이동시키면서 Jn 수열을 구하고, 검색을 1/2∼2배까지 0.50, 0.51, 0.52, ..., 1.98, 1.99, 2.00으로 1% 단위로 수행하였다고 하면, 약 150번×180도=27000번의 검출과정을 반복하게 된다.Therefore, J n sequence is obtained while moving from 1 ° to 180 ° by unit angle, that is, 1 °, and the search is 1/20 to 2 times 0.50, 0.51, 0.52, ..., 1.98, 1.99, 2.00 If it is performed in units of%, the detection process of about 150 times 180 degrees = 27000 times is repeated.
상기와 같은 검출과정이 반복되는 중에, 상기 워터마크 판별부(28)에서 판별값(C)이 문턱값보다 크다고 판단되면 이때를 워터마크가 추출된 때라고 판단한다.
If the
상술한 본 발명의 검출 장치에서는 백색필터를 사용하는 것을 일예로 설명하였으나, 백색필터를 사용하지 않아도 본 발명이 이루고자 하는 목적이 달성됨을 당업자라면 용이하게 알 수 있을 것이다. In the above-described detection apparatus of the present invention, the use of a white filter has been described as an example, but it will be readily apparent to those skilled in the art that the object of the present invention can be achieved without using a white filter.
일예로, 본 발명은 다음과 같은 다른 실시예로서 달성될 수 잇다.In one example, the present invention may be accomplished in other embodiments as follows.
본 발명의 다른 실시예에 따른 워터마크 검출 장치는 백색필터를 사용하지 않고 정합필터를 사용하는 것이 특징이며, 백색필터를 사용하지 않는다는 것을 제외하면 전반적인 동작은 상술한 도 4와 도 5를 참조로 한 설명과 동일하다.The watermark detection apparatus according to another embodiment of the present invention is characterized in that it uses a matching filter without using a white filter, and the overall operation is described with reference to FIGS. 4 and 5 except that the white filter is not used. Same as one description.
구체적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 워터마크 검출 장치는 도 4와 도 5를 참조로 한 실시예와 다른 부분이, 백색필터를 사용하지 않으며, 정합필터의 기능을 상관기에서 수행하는 것으로, 이때 상관기(27)는 워터마크(Wn)와 Jn을 입력받아, 다음의 수학식 9와 같은 피스 와이즈 상관 동작을 하게 된다.Specifically, in the watermark detection apparatus according to another embodiment of the present invention, a portion different from the embodiment described with reference to FIGS. 4 and 5 does not use a white filter, and performs a function of the matching filter in the correlator. At this time, the
여기서, I는 단위 행렬이다.Where I is the identity matrix.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 워터마크 검출 장치는 백색필터와 정합필터를 혼용하는 것이다. 백색필터만을 사용하게 되면 워터마크를 검출하기 위한 데이터 연산량이 많아지게 되고 그에 따라 처리 속도가 느려질 우려가 있으며, 정합필터만을 사용하게 되면 백색화 잡음을 제거하지 못하는 단점이 있다.Meanwhile, the watermark detection apparatus according to another embodiment of the present invention uses a white filter and a matched filter. If only the white filter is used, the amount of data operation for detecting the watermark increases, and thus, the processing speed may be slowed. If only the matched filter is used, the whitening noise may not be removed.
따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 워터마크 검출 장치는 상관기에 의해 산출된 상관값(Cm)의 평균값인 C를 설정된 두 개의 문턱값인 제1 문턱값과 제2 문턱값에 대비시켜 백색필터 사용 시기를 결정하게 하는 것이다. 사용 시기 결정은 워터마크 판별부에서 수행한다. 상기 제1 문턱값은 제2 문턱값보다 크다. Accordingly, the watermark detection apparatus according to another embodiment of the present invention compares C, which is an average value of the correlation value C m calculated by the correlator, with respect to the set two threshold values, the first threshold value and the second threshold value. It is to decide when to use the white filter. The use time determination is performed by the watermark determination unit. The first threshold is greater than the second threshold.
보다 상세히는, 본 발명의 또 다른 실시예는 초기에 정합필터만을 사용하여 워터마크를 검출하는 과정을 수행하고 이때 상관기의 출력으로부터 얻어지는 상기 평균값 C를 워터마크 판별부에서 제2 문턱값과 비교하여, 제2 문턱값 이상이면 워터마크 검출 확률이 높은 지역이라고 판단하여 백색필터를 사용하게 하고, 백색필터를 사용하는 중에 얻어지는 상기 평균값 C가 제1 문턱값 이상이면 워터마크가 검출되었다고 판단한다.In more detail, another embodiment of the present invention performs a process of initially detecting a watermark using only a matched filter, and compares the average value C obtained from the output of the correlator with a second threshold in a watermark discriminator. If the second threshold value is greater than or equal to the second threshold value, the watermark detection probability is determined to use a white filter. If the average value C obtained while using the white filter is greater than or equal to the first threshold value, the watermark is determined to be detected.
이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.The technical spirit of the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings, but this is by way of example only and not intended to limit the present invention. In addition, it is obvious that any person skilled in the art can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.
본 발명에 따라 워터마크를 삽입, 검출하게 되면, 영상에 RST 변형이 가해진 경우에도 이에 상관없이 워터마크를 검출할 수 있는 효과가 있다.When the watermark is inserted and detected according to the present invention, the watermark can be detected regardless of this even when the RST transformation is applied to the image.
Claims (35)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020020036346A KR100896618B1 (en) | 2002-06-27 | 2002-06-27 | Apparatus and method for inserting and detecting digital image watermarking |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020020036346A KR100896618B1 (en) | 2002-06-27 | 2002-06-27 | Apparatus and method for inserting and detecting digital image watermarking |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20040001213A KR20040001213A (en) | 2004-01-07 |
KR100896618B1 true KR100896618B1 (en) | 2009-05-08 |
Family
ID=37312984
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020020036346A KR100896618B1 (en) | 2002-06-27 | 2002-06-27 | Apparatus and method for inserting and detecting digital image watermarking |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100896618B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101959479B1 (en) * | 2017-10-27 | 2019-03-18 | 주식회사 두잉랩 | Watermarking method and detecting method for the same |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100449803B1 (en) * | 2002-06-28 | 2004-09-22 | 한국전자통신연구원 | Watermark design for the Wiener attack and whitening filtered detection |
KR100457249B1 (en) * | 2002-10-14 | 2004-11-16 | (주)디지탈이노텍 | Geometirc transform resistant image watermarking scheme with side information |
KR101361524B1 (en) | 2012-11-09 | 2014-02-25 | 주식회사 시공미디어 | Device and method of inserting watermarks through conversing contents automatically |
CN107638304B (en) * | 2017-11-01 | 2020-12-29 | 广东乐尔康生物科技股份有限公司 | Alpha-arbutin composition with high skin cell permeability and preparation method and application thereof |
US10708612B1 (en) | 2018-12-21 | 2020-07-07 | The Nielsen Company (Us), Llc | Apparatus and methods for watermarking using starting phase modulation |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19990046547A (en) * | 1999-03-29 | 1999-07-05 | 최종욱 | A Digital Watermarking Techique For Digital Audio |
KR20000063025A (en) * | 1999-03-29 | 2000-10-25 | 최종욱 | Digital watermarking method and apparatus |
JP2002064700A (en) * | 2000-08-18 | 2002-02-28 | Toppan Printing Co Ltd | Method for synthesizing and detecting electronic watermark, devices therefor and printed matter |
KR20020079242A (en) * | 2001-04-14 | 2002-10-19 | 주식회사 마크애니 | Audio watermark embedding and extracting method robust against time axis attack and apparatus thereof |
-
2002
- 2002-06-27 KR KR1020020036346A patent/KR100896618B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19990046547A (en) * | 1999-03-29 | 1999-07-05 | 최종욱 | A Digital Watermarking Techique For Digital Audio |
KR20000063025A (en) * | 1999-03-29 | 2000-10-25 | 최종욱 | Digital watermarking method and apparatus |
JP2002064700A (en) * | 2000-08-18 | 2002-02-28 | Toppan Printing Co Ltd | Method for synthesizing and detecting electronic watermark, devices therefor and printed matter |
KR20020079242A (en) * | 2001-04-14 | 2002-10-19 | 주식회사 마크애니 | Audio watermark embedding and extracting method robust against time axis attack and apparatus thereof |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101959479B1 (en) * | 2017-10-27 | 2019-03-18 | 주식회사 두잉랩 | Watermarking method and detecting method for the same |
WO2019083191A1 (en) * | 2017-10-27 | 2019-05-02 | 주식회사 두잉랩 | Watermarking method and method for watermark detection |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20040001213A (en) | 2004-01-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Nikolaidis et al. | Region-based image watermarking | |
Zhu et al. | The RST invariant digital image watermarking using Radon transforms and complex moments | |
Su et al. | Geometrically resilient digital image watermarking by using interest point extraction and extended pilot signals | |
De Rosa et al. | Optimum decoding of non-additive full frame DFT watermarks | |
Khan et al. | A secure true edge based 4 least significant bits steganography | |
KR100896618B1 (en) | Apparatus and method for inserting and detecting digital image watermarking | |
US20020191812A1 (en) | Object edge watermarking | |
Tzeng et al. | Enhancing image watermarking methods with/without reference images by optimization on second-order statistics | |
Basso et al. | Blind watermarking of color images using Karhunen–Loève transform keying | |
Escalante-Ramírez et al. | A perceptive approach to digital image watermarking using a brightness model and the hermite transform | |
Tao et al. | Robust digital image watermarking in curvelet domain | |
Hyung-Shin et al. | Robust image watermark using Radon transform and bispectrum invariants | |
Lin et al. | Passive forgery detection for JPEG compressed image based on block size estimation and consistency analysis | |
Izquierdo | Using invariant image features for synchronization in spread spectrum image watermarking | |
KR100454668B1 (en) | System for embedding and detecting watermark including template | |
Ahmederahgi et al. | Spread spectrum image watermarking based on the discrete shearlet transform | |
Keskinarkaus et al. | Wavelet domain print-scan and JPEG resilient data hiding method | |
Yuan et al. | Fragile watermark based on the Gaussian mixture model in the wavelet domain for image authentication | |
JP2002354221A (en) | Image processor, data processor, image and data processing method, and storage medium | |
Delannay et al. | Relevant modeling and comparison of geometric distortions in watermarking systems | |
KR100945726B1 (en) | Apparatus for watermarking based on local auto-correlation function and method therefor | |
WO2003056515A1 (en) | Digital watermarking | |
Seddik et al. | A new blind image watermarking method based on Shur transformation | |
Jeong et al. | Dual detection of A watermark embedded in the DCT domain | |
Liang et al. | Ridgelet-based robust and perceptual watermarking for images |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130403 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140404 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160406 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170405 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180403 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190401 Year of fee payment: 11 |