KR100906515B1

KR100906515B1 - 정보 신호 내의 계수의 셋의 형태인 워터마크의 검출 방법, 정보 신호 내의 계수의 셋을 포함하는 워터마크를 검출하는 집적 회로 및 정보 신호 처리 디바이스

Info

Publication number: KR100906515B1
Application number: KR1020020081350A
Authority: KR
Inventors: 드페르투이휴그; 데스미흐트에릭
Original assignee: 엔엑스피 비 브이
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2002-12-18
Publication date: 2009-07-07
Also published as: KR20030053027A; JP4037255B2; EP1326205A1; US7110567B2; US20030128403A1; JP2003264687A; CN1427625A; FR2834174A1; CN1290324C

Abstract

본 발명은 계수의 세트로 이루어진 정보 신호(S) 내의 워터마크(W)를 검출하는 방법에 관한 것이고, 워터마크(W)와 정보 신호(S)는 매트릭스(SM M*M)의 형태로 구성된다. 신호의 매트릭스의 퓨리에 변환 매트릭스(TSM)의 계수와 워터마크 매트릭스의 퓨리에 변환 매트릭스(TWM)의 계수는 신호의 변환 매트릭스(TSM)와 워터마크의 변환 매트릭스(TWM)의 곱의 역변환 매트릭스의 계산 단계(CAL)에서 사용되고, 상기 계산(CAL)은 상기 곱의 역변환 매트릭스의 I개의 열을 각각 획득하는 시퀀스들로 이루어지되, M은 I의 배수이고 I와는 상이하다. I개의 열은 내부 메모리라 불리는 메모리에 저장되고, 워터마크의 검출 단계(DET)는 상기 I개의 열이 내부 메모리에 존재하는 동안에 I개의 열의 세트 각각의 피크의 검출을 통해서 각각의 시퀀스마다 수행된다. 본 발명은 소형 내부 메모리의 사용을 가능하게 한다.

Description

정보 신호 내의 계수의 셋의 형태인 워터마크의 검출 방법, 정보 신호 내의 계수의 셋을 포함하는 워터마크를 검출하는 집적 회로 및 정보 신호 처리 디바이스{OPTIMIZED DETECTION OF A WATERMARK IN AN INFORMATION SIGNAL}

도 1은 본 발명에 따른 워터마크 검출 방법의 개략도,

도 2는 본 발명의 특정 실시예에 따른 본 발명의 동작을 도시하는 도면,

도 3은 본 발명에 따른 집적회로의 개략도,

도 4는 본 발명의 방법을 사용해서 수행되는 피크 검색을 도시하는 도면,

도 5는 본 발명에 따른 정보 신호 처리 장치를 도시하는 도면.

삭제

본 발명은 정보 신호 내의 계수의 셋의 형태인 워터마크를 검출하는 방법에 관한 것으로, 이 방법은:
- M*M 크기의 매트릭스의 형태로 워터마크를 구성하고, 적어도 하나의 M*M 크기의 매트릭스의 형태로 정보 신호를 구성하는 단계와,
- 신호 매트릭스의 퓨리에 변환 매트릭스의 계수를 계산하는 단계와,
- 워터마크 매트릭스의 퓨리에 변환 매트릭스의 계수를 계산하는 단계와,
- 신호의 변환 매트릭스와 워터마크의 변환 매트릭스의 곱의 역변환 매트릭스를 계산하는 단계와,
- 곱의 역변환 매트릭스의 계수에서 피크를 검출함으로써 워터마크를 검출하는 단계를 포함한다.
본 발명은 본 발명에 따른 방법의 단계를 수행하는 수단을 포함하는 집적 회로 및 정보 신호를 처리하는 장치에 관한 것이고, 상기 장치는 예컨대 디지털 비디오 신호 디코더가 될 수 있다.
이러한 방법은 예컨대, WO99/45706에 공지되어 있고, 이 문서에는 신호와 워터마크의 상호 관계 계산의 사용이 개시되어 있고, 상기 신호 및 상기 워터마크는 128*128 크기의 매트릭스의 형태로 나타난다. 이 상호 관계 계산은 전술한 다양한 단계로 수행된다. 신호의 변환 매트릭스와 워터마크의 변환 매트릭스의 곱의 역변환 매트릭스의 계산 단계는 두 단계로 수행되는데, 제 1 단계에서는 워터마크의 공액(conjugate)과 신호의 곱을 계산하고, 제 2 단계에서는 역변환을 계산한다. 이런식으로 역변환을 계산하기 위해, 곱으로 얻어진 매트릭스의 모든 행과 모든 열의 계수는 역변환의 계산을 시작할 때 사용할 수 있다. 이 때문에 곱으로 얻어진 매트릭스가 메모리에 저장되어서, 역변환을 계산하는 동안 사용될 필요가 있다. 따라서, 메모리는 저장할 매트릭스보다 더 크거나 동일 크기여야 한다.

본 발명은 하기의 고려 사항과 관련된다.

정보 신호의 워터마킹은 이들 정보 신호의 복제 방지, 이러한 신호의 인증 등을 위한 것이다. 이러한 기능은 예컨대, 의사(pseudo)-랜덤 포인트로 이루어진, 일반적으로 워터마크의 형태로 부착되어서 비밀이 유지되고, 분리되지 않는 워터마킹을 요구한다. 실제로, 이러한 경우라면, 분리된 워터마크는 제거되거나, 잘못된 신호에 부착될 수 있다. 여기서, 워터마킹의 특성으로의 액세스 보안에 대한 필요성이 이해될 것이다. 그 결과 워터마크의 특성이 유추될 수 있는 데이터가 그들이 판독될 수 있는 회로의 일부에 존재하는 것을 허용하지 않는다.

종래의 기술에서, 128*128 메모리는 신호의 퓨리에 변환 매트릭스와 워터마크의 퓨리에 변환 매트릭스의 곱의 결과를 저장하는데 필수적이다. 이러한 메모리는 상당한 크기를 가진다. 예컨대, 128*128 매트릭스에 대해서, 현재의 기술로 크기는 2㎟(또는 0.18㎛)이다. 제 1 제조 옵션은 워터마킹의 특성이 사용되는 다른 동작을 수행하기 위한 리소스를 포함하고 있는 하드웨어 회로 또는 회로의 일부에 미 메모리를 포함하는 것이다. 이는 상기 회로 또는 하드웨어 회로 일부가 상당한 크기를 차지한다는 것을 나타낸다.

다른 옵션은 연속으로 인코딩하는 것과, 회로부 밖의 메모리를 사용하는 것이고, 여기서 중간 계산 매트릭스의 계수를 저장하기 위해 워터마크 검출이 수행된다. 이는, 외부 메모리에 액세스하는 동안 데이터가 판독될 수 있기 때문에, 보안이라는 견지에서 단점을 보이고 있다. 본 발명의 목적은 이 두가지 옵션에서 나타나는 문제를 해결하는 것이고, 즉 워터마크 검출 동작을 수행하는 하드웨어 회로에 상당한 크기의 메모리가 설치되는 것을 방지하고, 이 회로의 외부 리소스에 대한 호출을 방지하는 것이다.

실제로, 전술한 설명에 따른 방법은 본 발명에 따라 특징지어지는데, 본 발명에서 곱의 역변환 매트릭스의 계산 단계는 시퀀스들로 수행되어, 각 시퀀스에서 곱의 역변환 매트릭스의 I개의 열을 획득하고, M은 I의 배수이되 I와는 다르며, I개의 열은 소위 내부 메모리라 불리는 메모리에 저장되고, 워터마크의 검출 단계는 I개의 열이 내부 메모리에 존재하는 동안 I개의 열의 세트 각각에서 피크를 검출함으로써 각 시퀀스마다 수행된다.
M보다 작은 I개의 열을 획득하는 시퀀스들로 역변환 매트릭스를 계산하는 것은 M*N보다는 작지만 적어도 I*M의 크기인 메모리만을 사용하는 것을 가능하게 한다. 이러한 감소된 크기의 메모리를 사용함으로써 워터마크 계수를 사용해서 동작을 수행하는 하드웨어 회로부에 이 메모리가 용이하게 삽입되는 것을 가능하게 한다.

삭제

바람직한 실시예에 있어서, M*M크기의 매트릭스의 형태로 상기 워터마크를 구성하는 구성 단계, 상기 워터마크 매트릭스의 퓨리에 변환 매트릭스의 계수의 계산 단계, 곱의 역변환을 계산하는 단계 및 워터마크 검출 단계는 내부라 불리는 동일한 회로부 내에서 수행되고, 상기 내부 회로부는 워터마크 매트릭스의 퓨리에 변환 매트릭스의 계수의 계산 단계 및 구성 단계의 결과로 나온 매트릭스는 물론 워터마크의 계수를 저장하는 내부 메모리 및 저장 수단을 포함한다.

이러한 계산이 신호의 퓨리에 변환 매트릭스의 계수 및 워터마크의 퓨리에 변환 매트릭스의 계수를 각각 순서화하기 위해 페치(fetch)하는 것을 필요로 한다는 것을 이해할 것이다. 워터마크의 퓨리에 변환 매트릭스의 계수는 일반적으로 하드웨어 회로의 내부에 저장되고, 용이하게 액세스할 수 있다. 반면에, 대형 메모리가 내부에 존재하는 것을 피하기 위해, 신호의 퓨리에 변환 매트릭스의 계수는 내부가 아닌, 예컨대 SDRAM 메모리 저장되고, 이 메모리에서 요청에 따라 이들이 페치된다. 따라서, 회로의 내부용 외부 메모리에 액세스하는 통과 대역이 제한되는 두번째 문제가 발생한다.

바람직한 실시예에 있어서, 신호 매트릭스의 퓨리에 변환 매트릭스의 계수가 저장되는 외부 메모리라 불리는 메모리로 액세스하는 통과 대역과 내부 메모리의 용량 사이의 타협(compromise)을 달성하도록 열의 개수 I가 계산된다.

실제로 이러한 경우, 적어도 I*M이 될 수 있는 내부 메모리의 크기와 외부 메모리로 액세스하는 통과 대역 사이의 타협이 실질적으로 달성된다.

본 발명은 또한 곱과 역 퓨리에 변환의 통합 계산의 세부 사항을 제공하는 본 발명에 따른 원리의 실시와 관련된다.

본 발명은 특히 정보 신호 내의 워터마크의 검출을 위한 집적 회로에서 구현될 수 있다.

더 전체적으로는, 본 발명은 예컨대 디지털 비디오 신호 디코더가 될 수 있는 임의의 정보 신호 처리 장치에서 유익하게 실시될 수 있다.

후술하는 설명이 제공됨으로써 당업자는 본 발명을 실시하고, 이용할 수 있다. 본 설명은 특허 애플리케이션 및 그 요구 조건의 설명으로 제공된다. 본 발명의 다양한 대안이 당업자에게는 자명할 것이고, 다른 실시예에 응용될 수 있는 본 발명의 전체적인 원리가 설명될 것이다.

따라서, 본 발명은 실시예로 한정하려는 것이 아니라 후술하는 원리 및 특성과 조화시켜서 넓은 범위를 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 방법의 개략도이다. 예컨대 디지털 비디오 데이터와 같은 복수의 워터마크 검출 방법이 공지된다. 이들 방법은, 계수의 세트를 포함하는 워터마크와 정보 신호 사이의 상관 관계의 계산이라는, 동일한 원리에 기초해서 다양한 개선점(perfectionings)을 이용한다. 예컨대, 비디오 이미지의 경우에, 워터마크는 노이즈를 나타내는 이차원 매트릭스에 의한 계산 결과로 나타날 수 있다. 본 발명은 M*M의 크기의 매트릭스의 형태로 표현될 수 있는 워터마크와 관련되고, 상기 M은 1이상의 정수이다. 더욱이, 신호의 품질로부터 기인하는 다양한 이유로, 워터마크가 신호에서 보이지 않는 것을 보장할 것이 요구된다. 워터마크는 인지할 수 없는 노이즈가 신호에 추가되는 것과 유사할 것이다. 본 발명에 따른 워터마크는, 오디오 컨텐츠, 비디오 또는 멀티미디어 또는 임의의 다른 컨텐츠가 될 수 있고, 노이즈가 더해 질 수 있는, 컨텐츠에 첨부되는 보이지 않는 태그를 포함할 수 있다.

정보 신호의 워터마크는 특히 이들 정보 신호의 복제를 피하고, 이들 신호를 인증한다. 이런 기능은 예컨대, 의사(pseudo)-랜덤 포인트로 이루어진, 일반적으로 워터마크의 형태로 부착되어서 비밀이 유지되고, 분리되지 않는 워터마킹을 요구한다. 실제로, 이러한 경우라면, 분리된 워터마크는 제거되거나 잘못된 신호에 부착될 수 있다. 여기서, 워터마킹의 특성으로의 액세스의 보안하는 것이 필수적이라는 것이 이해될 것이다. 그 결과 워터마크의 특성이 유추될 수 있는 데이터가 그들이 판독될 수 있는 회로의 일부에 존재하는 것을 허용하지 않는다. 이러한 워터마크를 통해서 정보 신호에 존재하는 데이터의 다른 보호 기능이 수행될 수 있다는 것을 관찰하는 것은 주목할 만 하다. 예컨대, 신호의 복제를 가능하게 할 수 있고, 반면에 상기 신호는 상이한 제 2 워터마크 또는 주어진 거리와 방향만큼 이동된 동일한 워터마크에 부착될 할 수 있다. 신호에 대해서 이동될 수 있는 몇 개의 워터마크의 이후 사용은 이들이 제거되기 힘들기 때문에 특히 중요하다. 더욱이, 두 워터마크 사이의 거리의 선택은 이미지의 마지막 워터마크에 대해 변화된 수단과 기능을 제공하는 것을 가능하게 하고, 상기 수단 및 기능은 전술한 바와 같이 예컨대 보안과 관련이 있다.

정보 신호(S)에서, 계수의 세트로 구성된 워터마크(W)를 검출하는 방법은 도 1에 따라서, M*M 크기의 매트릭스의 형태로 상기 워터마크(W)를 구성하고, 적어도 하나의 M*M크기의 매트릭스(SM)의 형태로 상기 정보 신호를 구성하는 구성 단계(FMT), 신호 매트릭스(SM)의 퓨리에 변환 매트릭스(TSM)의 계수를 계산하는 계산 단계(FFT), 워터마크(WM)의 퓨리에 변환 매트릭스(TWM)의 계수를 계산하는 계산 단계(FFT), 신호의 변환 매트릭스(TSM)와 워터마크의 공액 변환 매트릭스(TWM)의 트랜스포스(transpose)의 곱의 역변환 매트릭스(ITM)를 계산하는 계산 단계(CAL) 및 곱의 역변환 매트릭스의 계수의 피크의 검출을 통해서 워터마크를 검출하는 검출 단계(DET)를 포함한다. 워터마크를 주파수 표현으로 사용하기 위해 퓨리에 변환을 수행하도록 구성 단계 및 계산 단계가 상기 방법을 실시하기 이전에 수행될 수 있고, 이들 단계의 결과는 주파수 영역의 매트릭스의 형태로 직접 저장된다. 이는 주파수 형태로 존재하는 워터마크는 어떤 식으로든 매트릭스의 형태로 계산하고 구성할 필요가 있게 하는 본 발명의 범주를 변경하지 않는다. 결과인 KEY는 워터마크의 존재 유무를 검출하는 방법 및 그 수단 및/또는 그 기능 이외의 다른 기능을 나타낸다. 검출 방법은 종래의 기술로부터 공지된 다양한 옵션 및 개선점을 사용해서 실시될 수 있다. 예컨대, 워터마크가 검출된 정보 신호는 주어진 기간 동안 수신된 일련의 정보신호의 누산값이 될 수 있다. 특정 시간의 신호에 대한 평균값이 획득된다. 이는 정보 신호가 예컨대, 비디오 이미지의 시퀀스일 때 가능하다. 퓨리에 변환 단계는 예컨대 버터플라이(butterfly) 기술에 따른 계산에 의해 간략화될 수도 있다. 워터마크가 하나의 이미지와 다음 이미지가 동일할 때, 이미지의 누산값은, 그 차이가 평균값이고 반면에 워터마크가 누산되는 다양한 이미지로 이루어진 평균 이미지의 워터마크를 취하는 것을 가능하게 한다. 정보 신호의 진폭을 규칙적으로 하는 단계는 곱하는 단계 이전에 정보 신호에 대해서 수행되어서, 평균값으로부터 클리어(clear)된 신호를 획득하고, 워터마크의 가능한 피크값을 다시 더 양호하게 출력한다. 이 기술은 종래의 기술에 공지되어 있으므로, 이후에 상세하게는 기술하지 않는다. 정보 신호가 규칙적인 경우에, 이는, 신호의 평균 표준을 빼는 반면에, 위상 계수가 워터마크의 검출에 필요 충분 조건인 정보를 이동시킨다는 것을 고려하게 하는 소위 "SPOMF(Symmetrical Phase Only Matched Filtering)"이다.

본 발명은 계산 단계(CAL) 및 검출 단계(DET)에 관한 것이다. 실제로, 본 발명에 따라서, 그리고 도 2를 참조로, 신호의 변환 매트릭스(TSM)와 워터마크의 공액 변환 매트릭스(TWM)의 트랜스포즈의 곱의 역변환 매트릭스(ITM)의 계산 단계(CAL)는, 곱의 역변환 매트릭스(ITM)의 I 열을 획득하는 각각의 시퀀스에서 계산되고, 여기서 M은 I의 배수이고, I와는 다르고, 상기 I 열은 소위 내부 메모리라 불리는 메모리에 저장되고, 워터마크의 검출 단계(DET)는 상기 I열이 내부 메모리에 존재하는 동안 각각의 I열의 세트에 대한 피크를 검출함으로써 각각의 시퀀스에서 수행된다.

본 발명에 따라서, 곱에 의해 만들어진 매트릭스의 모든 열과 행의 계수를 동시에 이용할 수는 없다. I 열의 시퀀스로 역변환 매트릭스를 계산함으로써, 크기가 M*M 보다 작은 메모리(일반적으로 SRAM)만을 사용할 수 있고, 최소한 크기가 I*M인 메모리를 사용할 수 있고, 여기서 I는 M보다 작다. 이와 같이 작은 크기의 메모리를 사용함으로써 메모리를, 워터마크의 특성이 사용되는 다른 동작을 수행하기 위한 리소스를 포함하는 하드웨어 회로부에 용이하게 삽입하는 것이 가능해진다. 이로써 이 회로부에서 대용량 메모리를 사용하지 않아도 되고, 상기 회로는 워터마크의 검출과 관련된 계산을 수행하는 동안 메모리의 외부와 접촉하지 않게 되고, 이는 확고한 어셈블리를 획득하는 것을 가능하게 한다.

따라서, 바람직한 실시예에 있어서, 도 3에 도시된 집적회로에서, 상기 워터마크(W)를 크기가 N*M인 매트릭스(WM)의 형태로 구성하는 구성 단계(FMT), 워터마크 매트릭스(WM)의 퓨리에 변환 매트릭스(TWM)의 계산 단계(FFT), 곱의 역변환의 계산 단계(CAL) 및 워터마크의 검출 단계(DET)가, 워터마크 매트릭스의 퓨리에 변환 매트릭스(TWM)의 계수의 계산 단계 및 구성 단계(FMT)로부터 유도된 매트릭스(WM)는 물론 내부 메모리(IME)를 포함하는 내부 메모리부(ICP)라 불리는 동일한 회로부, 전술된 단계를 수행하는 수단 및 워터마크(W)의 계수를 저장하는 저장 수단(STO)에 제공된다. 따라서, 내부 회로(ICP)는 외부 리소스로부터 분리된다는 것을 알 수 있다. 반도체 하드웨어 기술로 이 실시예가 실시됨으로써, 워터마크의 특성, 즉 이들 계수로의 임의의 액세스를 보호할 수 있다.

예컨대 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 시퀀스로 계산하는 것은 신호의 퓨리에 변환 매트릭스(TSM)의 계수 및 워터마크의 퓨리에 변환 매트릭스(TWM)의 계수를 각각 순서화하기 위해 페치하는 것을 필요로 한다는 것을 이해할 것이다. 워터마크의 퓨리에 변환 매트릭스의 계수(TWM)는 일반적으로 하드웨어 회로의 내부(ICP)에 저장되고, 용이하게 액세스할 수 있다. 반면에, 대형 메모리가 내부에 존재하는 것을 피하기 위해, 신호의 퓨리에 변환 매트릭스의 계수는 내부가 아닌, 예컨대 SDRAM 메모리와 같은 외부 메모리(EME)에 저장되고, 이 메모리로부터의 요청에 따라 이들이 페치된다. 효과적으로는, 이들 계수는 비밀 상태로 유지될 필요가 없다. 따라서, 회로의 내부(ICP)용 외부 메모리(EME)에 액세스하는 통과 대역이 제한되는 두번째 문제가 발생한다.

바람직한 실시예에서, 신호 매트릭스의 퓨리에 변환 매트릭스의 계수가 저장되는 외부 메모리라 불리는 메모리로 액세스하는 통과 대역과 내부 메모리의 용량 사이의 타협을 달성하도록 열의 개수 I가 계산된다.

실제로, 이러한 경우 적어도 1*M일 수 있는 내부 메모리의 크기와 외부 메모리로의 액세스의 통과 대역 간의 타협에 실질적으로 도달된다. 예컨대 일 실시예에서, 다양한 동작이 수행되는 매트릭스는 크기가 128*128이다. 본 발명이 없다면, 내부 회로부에 포함되는 그 메모리의 크기는 현재의 기술로 약 2㎟이다. 본 발명에 따라서, 한번에 하나의 열이 계산되면, 전체 워터마크의 검출 결과를 획득하기 위해 내부 메모리가 전체적으로 곱의 결과 매트릭스(ITM)에 포함되는 경우보다, 128배의 더 많은 메모리 액세스가 소요될 것이다. 한번에 네개의 열이 계산되면, 전체 매트릭스를 저장하는데 필요한 메모리보다 16배 더 적은 크기를 가진 메모리의 열의 시퀀스로 계산하여, 네 배 더 적은 액세스가 요구될 것이다. 여기서, 이 경우의 본 발명의 최종 관심은 외부 메모리에 비해서, 통과 대역이 충분히 작다는 것을 이해할 것이다.

곱과 역 퓨리에 변환의 통합 계산의 세부 사항을 제공하는 본 발명에 따른 원리의 특정 실시예가 더 상세하게 설명될 것이다. 도 2는 특정 실시예를 도시하고 있다. 실제로, 분명하게 I 열의 세트를 획득하기 위한 계산이 수행되는 것으로 설명하고 있지만, 이 계산은 본 발명의 원리와 무관하게, 그러나 배제하지 않고, 열의 세트를 획득하기 위해 수행된다.

도 2는 역 퓨리에 변환 매트릭스(IMT)의 계수를 획득하는 방법을 개략적으로 도시하고 있다. 본 발명에 따른 집적 회로를 나타내는 도 3은 도 2를 참조한 특정 실시예에 따라 워터마크의 검출에 관한 계산을 수행하는 수단을 가진 내부 회로부(ICP)를 제공한다. 이하의 설명은 이들 두개의 도면과 관련이 있다. 신호의 변환 매트릭스(TSM)는 예컨대 외부 메모리(EME)에 저장된다. 이 매트릭스는 내부 회로부(ICP)에 의해 판독되고, 보다 구체적으로는 곱의 역변환의 계산 수단(CAL)에 의해 판독되는데, 상기 곱의 역변환의 계산 수단(CAL)은 신호의 변환 매트릭스(TSM)의 계수가 저장된 외부 메모리(EME)로의 액세스를 통해, 1부터 M까지의 수를 갖는 K로 넘버링된 행들을 하나의 행(LIN)씩 판독하는 판독 수단(REA)을 포함한다. 이 계수는 매트릭스에서 대칭형으로 나타나고, 계수의 절반만이 판독될 수 있고, 예컨대 독립 변수(argument)의 기호가 변화되어서 계수의 나머지 절반을 계산하는 것이 가능하다는 것에 주목해야 한다. 이로써, 통과 대역이 해제(release)된다. 반면에, 곱의 계산결과와 곱의 역변환의 계산결과를 결합하는 결합 수단(COM)은 매트릭스(TSM)의 행(K)과 저장 수단(STO)에 저장된 매트릭스(TWM)의 계수를 수신한다. 따라서, 외부 메모리(EME)에 기록된 행(K)과 워터마크의 변환 매트릭스(TWM)의 곱과, 행 K의 수평 역변환의 계수들(HE C)이자 1과 M/2 사이에 포함되는 개수 I의 계산결과와의 결합이 수행되며, 행(LIN) 전부가 판독될 때까지 각 시퀀스마다 두 개의 매트릭스의 곱의 수평 역변환의 결과인 계수(HE C)의 I 열의 어셈블리를 획득하도록 상기 결합은 모든 행(LIN)에 대해 순차적으로 수행된다. 따라서 이 계산은 두 번 행해진다. 우선 각각의 계수에 대해 "종래의" 곱이 행해지고, 그 이후에 즉시 매트릭스(TSM)의 추출된 열에 대응하는 매트릭스(ITM)의 열의 계수의 임시 계산 결과에 기초해서 수평 퓨리에 변환이 행해진다. 각각의 행에 대해 수평 변환의 I 계수를 계산하는 것은 ITM의 제 1 행의 모든 계수가 계산되는 것을 필요로 한다. 본 발명에서는 적어도 각각의 시퀀스의 열의 수와 같은 레지스터(REG)의 수가 수평 역변환의 계수(HIC)의 계산 시간 동안 열의 필수 중간 계수(IC)의 적어도 일부를 유지하기 위해 요구된다. 실제로, 이들 레지스터는 신호의 변환 매트릭스의 추출된 행(K)에 대응하는 행(K)에 위치된 두개의 매트릭스의 곱의 결과인 계수의 합이 서로 더해지는 누산기이고, 상기 계수에는, 서로 더해지기 이전에 역변환의 계수 표현에 대응하는 복소수가 곱해진다. 이 복소수는 128*128 매트릭스의 경우에 exp(-i2.pi.k.n/128)의 형태를 가지고 있고, 여기서 K는 행의 수이고, n은 행(K)의 샘플의 수이다. 따라서, 예컨대, I=1, 128*128*128이 연산되는 시퀀스를 사용하는 동안, 이들 두개의 연산이 개별적으로 수행된다면, 수평 역변환의 계산용 128*128*128 연산과의 상관관계를 계산하기 위해 전체 128*128 매트릭스(즉 모든 시퀀스)가 수행될 필요가 있고, 혹은 만약 상관 관계의 계산과 역변환의 계산이 하나씩 수행된다면, 128*128*128 모두 수행된다. 외부 메모리로의 액세스를 고려하면, 매트릭스(TSM)의 128번 판독할 필요가 있고, 이로 인해 128*128*128번 액세스해야 한다.

역 퓨리에 변환(HIC)의 결과로, 일단 시퀀스의 I열이 획득되면, 수평 역변환의 결과값인 열의 모든 계수에 대한 수직 변환 계산이 수직 변환 계산 수단(VT)에 의해 수행된다. 수직 역변환의 계산이, 예컨대 버터플라이 기술과 같은 신호 처리에 사용되는 통상적인 계산 리덕션 방법(calculation reduction method)에 의해 최적화될 수 있다는 것에 주목해야 한다. 이 경우에, 소위 버터플라이 계산을 사용해서 7*128*128 연산이 수행되어서 전체 매트릭스에 대해서, 즉 모든 시퀀스에 대해서 수직 역변환을 계산한다. 그렇지 않으면, 수직 역변환을 계산하기 위해 128*128*128 연산이 필요할 것이다. 실제로, 수직 역변환의 계산은 열의 모든 계수가 이용가능한 경우에 수행되고, 반면에 모든 계수가 아닌 수평 변환의 계산을 위해서는 버터플라이 기술에 따른 계산은 수행될 수 없다. 따라서, 수직 변환의 계산은 내부 메모리(IME)에 저장된 매트릭스(ITM)의 마지막 계수(FIC)를 생성한다. 이들 마지막 계수(FIC)는 검출 수단(DET)에서 사용되고, 여기서 각각의 시퀀스에 대해서 I열이 분석되어서 최대값을 찾고 그 값이 현재 레지스터에 있는 값보다 더 크면 내부 메모리 또는 일반적으로 레지스터에 유지시킨다. 상기 레지스터의 컨텐츠는 시퀀스 동안 변환(modify)되어서 매트릭스의 최대값을 가지게 한다. 따라서, 최대 피크(P1)가 매트릭스에서 검출된다. 이 값은 이후에 찾아진 피크의 값과 연관시킬 수 있도록 저장된다. 피크 검출 기술은 당업자에게 공지되어 있다.

제 2 피크의 검출에 관해서, 도 4를 참조해서, 제 1 피크 주위의 8픽셀의 영역은 제 2 피크의 검색을 위해 무시된다. 또한 제 2 피크가 발견되지 않는 것은 제 1 피크 주위의 배제 영역으로 한정된다. 예컨대, 도 4에 있어서, 이 영역은 제 1 피크의 주위의 8픽셀의 영역의 수평 및 수직 투영으로 한정된 크로스이다. 따라서, 제 2 피크의 검출과 다양한 서브 피크의 검출을 함께 놓는 것이 유익하고, 예컨대, 도 2에서는 두개이지만 바람직하게는 더 많은 수(예컨대 6개)일 수 있고, 이 때는 많은 레지스터가 이를 저장하기 위해 사용된다. 제 2 피크(P2)의 유사한 서브 피크(SP2)와 이들 서브 피크(SP1)의 상관 관계를 성립시키기 위해, 다양한 서브 피 크(SP1)의 값과 위치를 배제 영역에 위치시키는 것도 유용한다. 피크(P2)의 검색은 제 1 피크의 배제 영역의 외측에서 찾아지는 16개의 서브 피크를 상호 연관시키고, 상기 제 2 피크는 최대 상관 관계(correlation)에 있는 것이다. 제 2 피크 및 서브 피크의 검색 단계를 위해서, 매트릭스(TSM)가 상당한 시간 동안 페치될 것이기 때문에 최적화가 이루어지지 않으면, 종래 같은 많은 동작 및 메모리 액세스가 필요할 것이다.

도 4에 있어서, 제 2 피크 및 서브 피크의 검색을 위해서, 서브 피크는 제 1 피크 주위 영역의 외측에서 찾아져서, 이들은 3개의 메모리 스페이스 또는 레지스터를 채우고, 그 이후에 배제 영역에서 검색이 수행되어서, 발견된 서브 피크는 메모리에 저장된다. 이후에, 제 1 피크는 배제 영역의 외측에 존재하는 서브 피크 각각과 상호 연관되고, 가장 좋은 것이 제 2 피크로서 식별된다. 서브 피크는 이들에 대응하는 피크와 상호 연관되고, 즉 이를 위해 제 1 피크와 제 2 피크 사이에서 발견되는 시프트와 동일한 시프트가 가는 화살표로 도시된 바와 같이 적용된다. 도 4에 있어서, 상관 관계는 도면의 간략화를 위해 3*3 영역에서 이루어지지만, 9*9 영역의 상관 관계를 이루는 것이 더 유익하다. 16개의 서브 피크로 동작하기 위해서, 누산된 상관 관계용으로 및 역변환의 임시 결과를 위해서 내부 메모리는 2*16 메모리 위치를 가져야 한다.

더 일반적으로, 본 발명은 정보 신호를 처리하기 위해, 예컨대 디지털 비디오 신호 디코더가 될 수 있는 어떤 디바이스에서도 구현될 수 있는 것이 유익하다.

따라서, 본 발명은 예컨대 디지털 비디오 신호 디코더가 될 수 있는 정보 신호 처리 디바이스(DEV)와도 관련된다. 이러한 디바이스(DEV)는 도 5에 도시되어 있다. 이 디바이스는 디바이스(DEV)의 메인 함수부(MAIN)에 사용되는 정보 신호(SIG)를 수신한다. 이 메인 함수부는 예컨대 비디오 컨텐츠의 디스플레이가 될 수 있고, 정보 신호가 이 비디오 컨텐츠로부터 입수된다. 디바이스(DEV)는 메인 함수부(MAIN)로의 정보 신호 공급에 영향을 미치는 수단(SEL)을 포함한다. 이 수단은 본 발명에 따른 워터마크 검출의 결과 KEY에 의해 가이드된다. 이 결과 KEY는 키라고 불리고, 제 1 피크와 제 2 피크 사이의 거리는 물론 그 위치에 평균값을 부여한다. 이 검출은 전술한 바와 같이, 회로(ICP)의 내부 위치에서 행해진다. 이 디바이스는 워터마크가 더 잘 나타나게 하기 위해 다양한 정보 신호로부터 평균값을 계산하는 누산 수단(ACC)을 또한 포함하고, 상기 워터마크는 서로 다른 신호 각각에 대해 동일하다. 데이터 준비 수단(FOL)은 거친 신호를 본 발명의 방법에서 사용될 수 있는 데이터로 변환시킨다. 예컨대, 폴딩(folding) 기술을 통해서 거친 신호는 매트릭스 M*M으로 분할되고, 매트릭스는 서로 합해지고, 제 1 매트릭스의 각각의 픽셀은 제 2 매트릭스의 대응하는 픽셀과 함께 주어진 시간 동안 더해지고, 제 1 매트릭스의 각각의 픽셀은 제 2 매트릭스의 대응하는 픽셀과 합해진다. 워터마크의 검출을 위해 다양한 매트릭스 M*M이 본 발명에 따른 방법으로 처리된다. 이후에, 이 신호는 수단 FMT에 의해 구성되고, 그 이후에 퓨리에 변환이 적용되고, 그 결과는 내부 회로부(ICP)에서 사용되기 이전에 외부 메모리(EME)라 불리는 메모리에 저장된다.

비록 본 발명이 도시된 실시예와 관련되어서 설명되었지만, 당업자는 도시된 실시예의 다양한 수정이 존재하고, 이 수정물은 본 발명의 사상과 범주 내에 있다 는 것을 이해할 것이다. 따라서, 다양한 변형이 하기의 첨부된 청구의 범위의 사상과 범주를 벗어남 없이 당업자에 의해 만들어질 수 있다.

본 발명을 통해서 소형 내부 메모리의 사용이 가능하다.

Claims

정보 신호 내의 계수의 셋(a set of coefficients)의 형태인 워터마크(a watermark)를 검출하는 방법으로서,

M*M 크기의 매트릭스의 형태로 상기 워터마크를 구성하고, 적어도 하나의 M*M 크기의 매트릭스의 형태로 상기 정보 신호를 구성하는 단계와,

상기 신호 매트릭스의 퓨리에 변환 매트릭스의 계수를 계산하는 단계와,

상기 워터마크 매트릭스의 퓨리에 변환 매트릭스의 계수를 계산하는 단계와,

상기 신호의 퓨리에 변환 매트릭스와 상기 워터마크의 퓨리에 변환 매트릭스의 곱의 역변환 매트릭스를 계산하는 단계와,

상기 곱의 역변환 매트릭스의 계수에서 피크를 검출함으로써 상기 워터마크를 검출하는 단계를 포함하되,

상기 곱의 역변환 매트릭스의 계산 단계는 시퀀스들로 수행되어, 각 시퀀스에서 상기 곱의 역변환 매트릭스의 I개의 열을 획득하고, M은 I의 배수이되 I와는 상이하고, 상기 I개의 열은 내부 메모리라 불리는 메모리에 저장되며,

상기 워터마크의 검출 단계는, 상기 I개의 열이 상기 내부 메모리에 존재하는 동안 상기 I개의 열의 세트 각각에서 피크를 검출함으로써 각 시퀀스마다 수행되는

정보 신호 내의 계수의 셋의 형태인 워터마크 검출 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 M*M 크기의 매트릭스의 형태로 상기 워터마크를 구성하는 구성 단계, 상기 워터마크 매트릭스의 퓨리에 변환 매트릭스의 계수의 계산 단계, 상기 곱의 역변환의 계산 단계 및 상기 워터마크의 검출 단계는, 내부(internal portion)라 불리는 동일한 회로부 - 상기 회로부는 상기 구성 단계 및 상기 워터마크 매트릭스의 퓨리에 변환 매트릭스의 계수의 계산 단계의 결과로 얻어진 매트릭스들뿐 아니라 상기 내부 메모리 및 상기 워터마크의 상기 계수를 저장하는 저장 수단을 포함함 - 내에서 수행되는

정보 신호 내의 계수의 셋의 형태인 워터마크 검출 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 열의 개수 I는 상기 신호 매트릭스의 퓨리에 변환 매트릭스의 계수가 저장되는 외부 메모리라 불리는 메모리로의 액세스의 통과 대역과 상기 내부 메모리의 용량 사이의 타협(compromise)을 달성하도록 계산되는

정보 신호 내의 계수의 셋의 형태인 워터마크 검출 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 곱의 역변환의 계산 단계의 각 시퀀스는,

상기 신호의 변환 매트릭스의 계수가 저장되는 외부 메모리라 불리는 메모리로의 액세스를 통해서 상기 신호의 변환 매트릭스의 계수를 한 행씩(row by row) 판독하는 하위 단계와,

상기 외부 메모리로부터 판독된 행과 상기 워터마크의 변환 매트릭스의 곱을 상기 행의 수평 역변환 계수의 열 I의 개수의 계산결과와 결합하는 하위 단계 - 상기 I는 1과 M/2 사이에 포함되고, 상기 결합은 각 시퀀스마다 상기 두 개의 매트릭스의 곱의 수평 역변환의 결과인 I개의 계수 열의 세트를 획득하도록 모든 행들에 대해 순차적으로 수행됨 - 와,

상기 수평 역변환의 결과인 I개의 계수 열들 내에 존재하는 M개의 계수들의 수직 역 퓨리에 변환을 각 시퀀스마다 계산하는 하위 단계를 포함하는

정보 신호 내의 계수의 셋의 형태인 워터마크 검출 방법.
정보 신호 내의 계수의 셋을 포함하는 워터마크를 검출하는 집적 회로로서,

M*M 크기의 매트릭스의 형태로 상기 워터마크를 구성하고, M*M 크기의 적어도 하나의 매트릭스의 형태로 상기 정보 신호를 구성하는 수단과,

상기 신호 매트릭스의 퓨리에 변환 매트릭스의 계수를 계산하는 수단과,

상기 워터마크 매트릭스의 퓨리에 변환 매트릭스의 계수를 계산하는 수단과,

상기 신호의 퓨리에 변환 매트릭스 및 상기 워터마크의 퓨리에 변환 매트릭스의 곱의 역변환 매트릭스를 계산하는 수단과,

상기 곱의 역변환 매트릭스의 계수에서 피크를 검출함으로써 상기 워터마크를 검출하는 수단을 포함하되,

상기 곱의 역변환 매트릭스를 계산하는 계산 수단은 시퀀스들로 동작하며 각 시퀀스에서 상기 곱의 역변환 매트릭스의 I개의 열을 획득하고, M은 I의 배수이되 I와는 상이하고, 상기 I개의 열은 내부 메모리라 불리는 메모리에 저장되며,

상기 워터마크 검출 수단은, 상기 I개의 열이 상기 내부 메모리에 존재하는 동안 각 시퀀스마다 상기 I개의 열의 세트 각각에 대한 피크의 검출을 이용하는

정보 신호 내의 계수의 셋을 포함하는 워터마크를 검출하는 집적 회로.
제 5 항에 있어서,

상기 열의 개수 I는 상기 신호의 퓨리에 변환 매트릭스의 계수가 저장되는 외부 메모리라 불리는 메모리로의 액세스의 통과 대역과 상기 내부 메모리의 용량 사이의 타협을 구현하도록 계산되는

정보 신호 내의 계수의 셋을 포함하는 워터마크를 검출하는 집적 회로.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

상기 M*M 크기의 매트릭스의 형태로 상기 워터마크를 구성하는 구성 수단, 상기 워터마크의 퓨리에 변환 매트릭스의 계수를 계산하는 계산 수단, 상기 곱의 역변환을 계산하는 계산 수단 및 상기 워터마크의 검출 수단은 상기 회로의 동일한 부분 내에서 구현되고, 상기 회로는 상기 구성 단계 및 상기 워터마크 매트릭스의 퓨리에 변환 매트릭스의 계수의 계산 단계의 결과로 얻어진 매트릭스들뿐 아니라 상기 내부 메모리 및 상기 워터마크의 상기 계수를 저장하는 저장 수단을 더 포함하는

정보 신호 내의 계수의 셋을 포함하는 워터마크를 검출하는 집적 회로.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

상기 곱의 역변환을 계산하는 계산 수단은, 각 시퀀스마다 활성화되는,

상기 신호의 변환 매트릭스의 계수가 저장되는 외부 메모리라 불리는 메모리로의 액세스를 통해서 상기 신호의 변환 매트릭스의 계수를 한 행씩 판독하는 하위 수단과,

상기 외부 메모리로부터 판독된 행과 상기 워터마크의 변환 매트릭스의 곱을 상기 행의 수평 역변환 계수의 열 I의 개수의 계산결과와 결합하는 하위 수단 - 상기 I는 1과 M/2 사이에 위치하고, 상기 결합은 각 시퀀스마다 상기 두 개의 매트릭스의 곱의 수평 역변환의 결과인 I개의 계수 열의 세트를 획득하도록 모든 행들에 대해 순차적으로 수행됨 - 과,

상기 수평 역변환의 결과인 I개의 계수 열들 내에 존재하는 M개의 계수들의 수직 역 퓨리에 변환을 각 시퀀스마다 계산하는 하위 수단을 포함하는

정보 신호 내의 계수의 셋을 포함하는 워터마크를 검출하는 집적 회로.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

상기 내부 메모리는 M*M 보다 더 작은 크기를 갖는

정보 신호 내의 계수의 셋을 포함하는 워터마크를 검출하는 집적 회로.
정보 신호 처리 디바이스로서,

제 5 항 또는 제 6 항에서 청구된 집적 회로와,

메인 함수부(a main function)와,

메인 함수부로의 정보 신호 공급에 영향을 미치는 수단과,

다양한 정보 신호들로부터 평균값을 계산하는 누산 수단(accumulation means)과,

상기 정보 신호들을 상기 집적 회로에서 사용될 수 있는 데이터로 변환하는 데이터 준비 수단을 포함하는

정보 신호 처리 디바이스.