KR100945245B1 - 안전하고 효율적인 음성 패킷 부분 암호화 방법 및 장치 - Google Patents

안전하고 효율적인 음성 패킷 부분 암호화 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 안전하고 효율적인 음성 패킷 부분 암호화 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축된 음성 패킷의 일부분만을 암호화하여 전체를 암호화하는 것과 동일한 효과를 얻는 부분 암호화 기법에 적용하는 부분 암호화 세트를 선정하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 다양한 환경에서 음성 패킷의 손실에 따른 정확한 왜곡 민감도 측정을 통한 효율적이고 안전한 부분 암호화 세트 선정 기법을 제공함으로써, 종래 전체 암호화 및 부분 암호화 기법이 가지는 연산량 측면에서의 비효율성 문제를 해결하고, 결국 암호 서비스를 다양한 무선 통신 환경에 적용할 수 있게 한다. 본 발명에 따른 부분 암호화 방법은 (a) 대용량 음성 데이터베이스로부터의 각 음성 파일들을 음성 코덱으로 압축하는 단계와, (b) 상기 (a) 단계에서 압축된 음성 패킷에 대해 단일 비트 손실 왜곡 측정 및 연속 비트 손실 왜곡 측정을 수행하는 단계와, (c) 상기 단일 비트 손실 왜곡 측정 및 연속 비트 손실 왜곡 측정 결과로부터 부분 암호화 세트 선정 기준을 생성하는 단계와, (d) 상기 부분 암호화 세트 선정 기준에 따라 부분 암호화 세트를 선정하는 단계와, (e) 선정된 상기 부분 암호화 세트를 이용하여 상기 음성 패킷을 암호화하는 단계를 포함한다.
부분 암호화, 멀티미디어 정보보호, 음성 암호화

Description

안전하고 효율적인 음성 패킷 부분 암호화 방법 및 장치{Method and apparatus for secure and efficient partial encryption of speech packets}
본 발명은 효율적인 음성 패킷 부분 암호화 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축된 음성 패킷의 일부분만을 암호화하여 전체를 암호화하는 것과 동일한 효과를 얻는 부분 암호화 기법에 적용하는 부분 암호화 세트를 선정하는 방법에 관한 것이다.
무선 통신 기술의 발전과 사용자들의 이동성 요구에 따라 이동 단말기의 저전력 요구사항이 점차 늘어나고 있다. 무선 통신 환경은 유선 통신 환경에 비해 더욱 높은 보안 수준이 요구되지만, 암호 서비스는 많은 연산량을 필요로 하기 때문에 무선 통신 환경에 암호 서비스를 적용할 경우 결과적으로 이동 단말기의 배터리수명을 단축시키는 문제점을 가지며, 이러한 문제는 무선 센서(wireless sensor)와 애드혹(Ad-hoc)과 같은 초 저전력 통신 환경에서는 더욱 심각한 영향을 미치게 된다.
이러한 암호 서비스의 문제점을 극복하기 위해서 많은 방법들이 제안되었으며, 그 중 하나가 부분 암호화(Partial Encryption) 방법이다. 부분 암호화 기술은 압축된 멀티미디어 스트림 모두를 암호화하지 않고, 사람의 인지 특성(Perceptual Characteristic)에 민감한 정보만을 추출하여 암호화하는 것으로서 전체 암호화와 동일한 정보 보호효과를 얻는 기술이다. 부분 암호화 기술은 암호 연산의 대상을 축소하기 때문에 암호화에 따른 연산량을 대폭 줄일 수 있다는 장점이 있다. 부분 암호화 기술에서 부분 암호화 세트는 압축된 음성 패킷중에서 부분 암호화의 대상이 되는 비트들만을 모아 놓은 조합으로서, 안정성을 보장하는 범위 내에서 최소 크기의 부분 암호화 세트를 선정하는 것이 부분 암호화 기술의 핵심이다.
도 1을 참조하면, 음성 신호에 대한 전체 암호화 기술과 부분 암호화 기술의 차이점을 도시하고 있다. 먼저, 전체 암호화 기술에 따르면, 사람의 음성 신호를 압축부(100)에서 음성 패킷으로 압축하고, 암호화부(101)에서 압축된 음성 패킷 전체를 암호화하여 암호화된 음성 패킷을 만든다. 이와 달리, 부분 암호화 기술에 따르면, 사람의 음성 신호를 압축부(110)에서 음성 패킷으로 압축하고, 패킷 분할부(111)에서 압축된 음성 패킷을 인지적으로 민감한 부분과 민감하지 않은 정보로 분할하고, 민감한 부분만을 암호화부(112)에서 암호화한다. 패킷 조립부(113)에서는 암호화된 부분과 암호화되지 않은 부분을 재조립하고 부분 암호화된 음성 패킷을 생성한다. 이러한 부분 암호화 기술에서, 패킷 분할부(111) 및 패킷 조립부(113)는 부분 암호화 세트를 기준으로 하여 인지적으로 민감한 부분을 추출 및 재조립하게 되는데, 이러한 부분 암호화 세트가 얼마나 안전하고 효율적인가에 따라서 부분 암호화 기술 전체의 안전성 및 효율성이 결정된다.
전술한 안전하고 효율적인 부분 암호화 세트에 대한 종래 기술은 "압축 음성의 인지기반 부분 암호화" 라는 제목의 논문에 개시되어 있다{A. Servetti and J.C.De Martin, "Perception-based partial encryption of compressed speech", IEEE Trans. Speech and Audio Processing, vol. 10, no. 8, pp. 637-643, Nov. 2002}. 본 명세서에서는 상기 논문에서 제안한 방법을 종래기술로 언급한다. 종래기술에서는 ITU-T G.729 코덱에 대하여 두개의 부분 암호화 세트를 선정하고 안정성을 평가했으며, 평가 결과에 따르면 총 비트스트림(bit stream)의 45%에 해당하는 고 보호 세트(high-protection set)는 전체 암호화와 동일한 안전성을 보이며, 30%에 해당하는 저 보호 세트(low-protection set)는 암호화된 음성 신호의 이해도를 거의 제거할 수 있는 것으로 개시되어 있다.
표 1은 ITU-T G.729 코덱 및 종래 부분 암호화 세트의 비트 할당을 나타내고 있다.
구분 심볼 G.729 고 보호 세트 저 보호 세트
LSP L0 L1 L2 L3 1 7 5 5 0 7 5 0 0 5 3 0
피치 P0 P1 P2 1 8 5 0 7 3 0 5 3
이득 GA1 GB1 GA2 GB2 3 4 3 4 3 4 3 4 2 2 2 2
잔여성분 S1 C1 S2 C2 4 13 4 13 0 0 0 0 0 0 0 0
총 비트 수 80비트 36비트 24비트
암호화 비율 45% 30%
G.729 코덱은 한 프레임이 80비트로 구성되어 있으며, LSP(Line Spectral Pair), 피치, 이득(Gain), 잔여성분(Residual) 파라미터로 구성되어 있다. 표 1과 같이, 종래 기술의 고 보호 세트, 저 보호 세트는 각각 LSP, 피치, 이득 성분을 포함하는 45%, 30% 비트들로 구성되어 있다.
종래 기술에서의 두 보호 세트 각각은 다음의 기술을 이용하여 선정된다. 먼저, 고 보호 세트는 UEP(Unequal Error Protection) 방법을 위해서 선정된 세트(이하 "UEP 세트"라 함)를 인용해서 사용하고 있으며, 인용된 UEP 세트는 G.729 코덱 비트 스트림의 각 비트 별 객관적, 주관적 음성 품질 측정을 통해서 선정된다. 종래 기술에서 저 보호 세트는 별도의 프로그램을 작성하여 비공식적인 청취 시험(Informal Listening Test)를 통해 선정되었다.
전술한 종래 기술은 압축된 음성 패킷의 부분 암호화 방법 및 부분 암호화 세트를 제시하고 있지만, 제시된 암호화 세트는 그 효율에 있어서 이하에서 설명하는 바와 같은 두 가지 문제점을 가지고 있다.
1. UEP와의 최소화 목표 차이에서 오는 문제점
종래 기술에 따른 고 보호 세트는 UEP 방법의 적용을 위해 단일 비트 손실 왜곡 특성을 객관적, 주관적 음성 품질 측정을 통해 가장 민감한 비트를 조합하여 생성한다. UEP 기법은 멀티미디어 스트림에서 인지 특성에 민감한 정보에 오류 정정 기능을 더 부가하고, 민감하지 않은 정보에는 오류 정정 기능을 덜 부가하여 각종 손실 환경에서 전체적인 통신 품질을 높이는 기술이다. 그러나, UEP 세트와 부분 암호화 세트는 그 사용 목적이 상이하기 때문에, 각 세트를 선정하는 기준 역시 달라져야 한다. UEP 방법은 오류에 민감한 비트를 선정하여 그 부분을 집중적으로 보호함으로써 전체적인 통신 품질 저하를 최소화하는데 목표가 있는 반면, 부분 암호화 방법은 음성 신호의 왜곡을 최대화하고 최소한의 부분 암호화 세트를 이용하여 음성 신호의 잔여 인지성(Residual Intelligence)을 최소화하는데 그 목표가 있다. 따라서, UEP 방법과 부분 암호화 방법이 지향하는 최소화 목표는 서로 반대 개념이며, 이와 같은 차이로 인해 종래 기술에 따른 부분 암호화 세트는 다음과 같이 개선되어야 할 필요성을 갖는다:
- UEP 방법은 음성 품질 문턱값(Threshold)을 만족하기 위하여 패킷의 많은 부분을 포함하여야 하며, 많은 비트로 구성된 UEP 세트는 부분 암호화 세트로 직접 적용하기에는 많은 잉여 성분을 포함한다. 따라서, 잔여 인지성을 제거하는데 훨씬 적은 비트 수로 가능하다.
- UEP 세트는 저 손실 환경이라는 가정 아래 단일 비트 민감도(Sensitivity)에 대한 측정을 통해서 선정된다. 그러나, 부분 암호화와 같은 고 손실 환경에서는 각 비트들이 동시에 손실이 생기는 환경에 대한 고려가 필요하다.
2. 파라미터 MSB의 중요성에 대한 문제점
종래 기술에서 제안한 저 보호 세트는 부분 암호화 세트 선정을 위해 별도로 작성된 프로그램을 이용한 비공식적인 청취 시험을 통하여 선정되었다. 그러나, 이러한 프로그램의 GUI는 부분 암호화 세트 선정을 위하여 각 파라미터 별로 부분 암호화 세트에 포함될 비트 수의 선택을 위한 스크롤 바(Scroll Bar)를 갖는다. 이 스크롤 바에서 지정된 비트 수는 해당 파라미터의 MSB(Most Significant Bit)로부터 LSB(Least Significant Bit)로 향하는 방향으로의 비트 개수를 나타낸다. 이러한 파라미터 별 비트 수 선정은 각 파라미터의 MSB 가 LSB보다 손실에 더 많은 왜곡을 나타낸다는 가정하에 이루어진다. 그러나, 음성 코덱의 각 파라미터는 단순한 스칼라 양자화(Scalar Quantization) 방법을 취하지 않고, 벡터 양자화(Vector Quantization) 및 코덱 특유의 양자화 기법을 사용한다. 실제로 G.729 코덱의 경우, 표 2와 같은 다양한 양자화 방법이 사용된다. 따라서, MSB 가 항상 LSB 보다 손실에 더 민감하다는 종래 기술의 가정에는 오류가 있으며, 이러한 오류는 선정된 부분 암호화 세트의 효율성을 감소시키는 요소가 된다.
구분 심볼 양자화 방법
LSP L0, L1, L2, L3 벡터 양자화
피치 P0 P1 P2 G.729 특유의 방법 스칼라 양자화 차분 스칼라 양자화
이득 GA1, GB1, GA2, GB2 벡터 양자화
잔여성분 S1, C1, S2, C2 G.729 특유의 방법
전술한 바와 같이, 종래 기술의 이러한 비효율성을 해결하기 위해, 본 발명은 다양한 환경에서 정확한 왜곡 민감도 측정을 통한 효율적이고 안전한 부분 암호화 세트 선정 기법을 제공함으로써, 적은 부분 암호화 세트를 이용하여 안전성을 보장하면서도 연산량을 대폭 감소시켜 안전하고 효율적인 음성 패킷 부분 암호화 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 음성 패킷 부분 암호화하는 방법은, (a) 대용량 음성 데이터베이스로부터의 각 음성 파일들을 음성 코덱으로 압축하는 단계와, (b) 상기 (a) 단계에서 압축된 음성 패킷에 대해 단일 비트 손실 왜곡 측정 및 연속 비트 손실 왜곡 측정을 수행하는 단계와, (c) 상기 단일 비트 손실 왜곡 측정 및 연속 비트 손실 왜곡 측정 결과로부터 부분 암호화 세트 선정 기준을 생성하는 단계와, (d) 상기 부분 암호화 세트 선정 기준에 따라 부분 암호화 세트를 선정하는 단계와, (e) 선정된 상기 부분 암호화 세트를 이용하여 상기 음성 패킷을 암호화하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 음성 패킷 부분 암호화 장치는, 대용량 음성 데이터베이스로 부터의 각 음성 파일들을 음성 코덱으로 압축하는 음성 압축부와, 압축된 음성 패킷에 대해 단일 비트 손실 왜곡 및 연속 비트 손실 왜곡을 측정하는 왜곡 측정부와, 상기 왜곡 측정부에서 측정한 결과로부터 부분 암호화 세트 선정 기준을 생성하는 부분 암호화 세트 선정 기준 생성부와, 상기 부분 암호화 세트 선정 기준에 따라 부분 암호화 세트를 선정하는 부분 암호화 세트 선정부와, 선정된 상기 부분 암호화 세트를 이용하여 상기 음성 패킷을 암호화하는 암호화부를 포함한다.
본 발명에 따른 안전하고 효율적인 음성 패킷 부분 암호화 방법에 의하면, 다양한 환경에서 음성 패킷의 손실에 따른 정확한 왜곡 민감도 측정이 가능하고 이를 통해 효율적이고 안전한 부분 암호화 세트를 선정할 수 있게 되어, 종래 기술에 따른 효율성 문제를 해결할 수 있으며, 결국 무선 통신 환경에 암호 서비스를 적용하는데 큰 이점을 갖는다.
이하에서는 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 자세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 음성 패킷 부분 암호화 세트를 선정하고 이를 이용하여 음성 패킷을 부분 암호화하는 장치에 대한 개략적인 블럭도이다.
음성 압축부(201)는 대용량 음성 데이터베이스로부터의 각 음성 파일들을 압축하며, 왜곡 측정부(202)는 음성 압축부(201)로부터 압축된 음성 패킷에 대해 단일 비트 손실 왜곡 및 연속 비트 손실 왜곡을 측정한다. 이러한 왜곡 측정은 PESQ 알고리즘을 적용하여 수행할 수 있다. 선정 기준 생성부(203)는 왜곡 측정부에서 측정한 단일 비트 손실 왜곡 측정 결과 및 연속 비트 손실 왜곡 측정 결과로부터 부분 암호화 세트 선정 기준을 생성한다. 왜곡 측정 결과와 함께 음성 파일을 압축하는데 이용된 음성 압축 코덱의 다수의 파라미터 각각의 물리적 의미를 고려하여 각 파라미터의 중요도를 판단하고 이를 부분 암호화 세트 선정 기준에 반영할 수 있다. 부분 암호화 세트 선정부(204)는 부분 암호화 세트 선정 기준에 따라 부분 암호화 세트를 선정하고, 암호화부(205)는 선정된 부분 암호화 세트를 이용하여 음성 패킷을 암호화한다.
이하에서는, 전술한 본 발명의 부분 암호화 장치에서 수행되는 방법에 대해 보다 자세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 음성 패킷 부분 암호화 세트를 선정하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 먼저, 다양한 화자(speaker)가 녹음한 대용량 음성 데이터베이스(DB)로부터 각 음성 파일들을 G.729 코덱으로 압축한다(단계301). 본 발명의 일실시예에서, 음성 데이터베이스는 32명의 남성과 28명의 여성으로 구성된 한국어 음성 데이터베이스를 사용하며, 데이터베이스는 8KHz 샘플링 주파수를 가지는 16비트 모노 음성 파일들로 구성되어 있다.
단계 301에서 압축된 음성 패킷을 각 비트 별로 강제로 오류를 주입하고, 손실이 없는 원래 음성 파일과 비트 오류가 추가된 음성 파일을 PESQ(perceptual Evaluation of Speech Quality) 알고리즘에 입력하여 오류 음성 파일의 음성 품질을 측정한다(단계 302). 본 발명의 일실시예에 따라 측정된 각 비트 별 단일 비트 손실 왜곡 민감도에 대한 결과가 도 4에 도시되어 있다. 도 4에서 낮은 PESQ-MOS 점수는 대응 비트가 비트 에러 또는 암호화에 더욱 민감하다는 것을 의미한다. 도 4에서 파라미터의 MSB는 항상 LSB보다 민감하지 않다는 것을 알 수 있다. 예를 들면, L1_00(L1 파라미터의 LSB)는 L1_01~L1_06 에 비해 가장 민감하다. 이와 같이 도 4에 도시된 결과로부터, 단일 비트 왜곡 정도는 파라미터 별로 다르며 MSB/LSB 비트 위치와도 관련이 없음을 알 수 있다. 이러한 결과는 파라미터 별 비트 수 선정이 각 파라미터의 MSB 가 LSB보다 손실에 더 많은 왜곡을 나타낸다는 가정하에 이뤄지는 종래 기술의 문제점을 증명하고 있다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 파라미터 별 손실에 대한 민감도는 피치, LSP, 이득, 잔여성분 순으로 높아진다는 것을 알 수 있다.
각 파라미터 별로 가장 왜곡이 심한 비트들을 수집하고, 수집된 비트들의 개수를 증가시키면서 PESQ 알고리즘을 적용하여 연속 비트 손실 왜곡 측정을 수행한다(단계303). 예를 들어, LSP의 경우 1 비트(L1_00), 2 비트(L1_00, L1_04), 3 비트(L1_00, L1_04, L1_06)의 순으로 왜곡을 측정한다. 본 발명의 일실시예에 따라 측정된 각 파라미터 별 연속 비트 손실 왜곡 민감도에 대한 결과가 도 5에 도시되어 있다. 단일 비트 손실 왜곡 측정에서는 피치가 가장 왜곡이 많은 것으로 측정되었으나(도 4참조), 연속 비트 손실 왜곡 측정에서는 이득, LSP, 피치, 잔여성분의 순서로 왜곡이 심한 것으로 나타났다. 이러한 결과는, 저 손실 환경이라는 가정 아래 단일 비트 민감도에 대한 측정만을 하는 종래 기술에 있어서의 문제점을 증명하며, 부분 암호화와 같은 고 손실 환경에서는 각 비트들이 동시에 손실이 생기는 환 경에서의 왜곡 측정이 필요하다는 것을 증명한다.
음성 코덱의 각 파라미터는 음성 발생 모델(Speech Production Model) 기반의 중요한 물리적 의미를 가지므로, 부분 암호화 세트 선정 기준에 각 파라미터의 물리적 의미를 반영한다(단계 304). 음성 코덱에 있어서, LSP 파라미터는 사람의 성도(Vocal Tract)의 움직임을 모델링하는 필터 계수이며, 음성의 음절 구분에 사용되는 정보가 모델링된다. 피치 파라미터는 사람의 성대(Vocal Cord)의 움직임을 모델링하는 필터 계수이며, 이 파라미터는 화자의 성별 및 톤(tone)에 따라 달라지는 특징이 있다. 이득 파라미터는 음성의 강약에 대한 정보를 담고 있으며, 음성 신호의 인지성(Intelligibility)과 자연스러움(Naturalness)에 대한 정보를 포함하고 있다. 마지막으로 잔여성분 파라미터는 LSP, 피치 필터로 모델링 되지 않는 잔여 음성 성분을 모델링하는 파라미터이며, 음성 신호의 자연스러움을 위해 압축 음성 패킷의 가장 많은 부분을 차지한다. 이러한 파라미터 각각의 물리적인 의미를 분석해보면, 음성 신호의 인지성 및 자연스러움에 대한 정보를 포함하고 있는 이득 파라미터가 음성 암호화에 가장 중요한 부분임을 알 수 있으며, LSP, 피치 파라미터 역시 음성 신호의 특정 정보를 노출할 가능성이 있기 때문에 중요한 파라미터라고 할 것이다. 그러나, 잔여성분 파라미터는 임펄스(impulse)의 연속으로 구성되어 있기 때문에 독립적으로는 공격자에게 어떤 정보도 제공하지 않으므로 암호화할 필요가 없다고 할 수 있을 것이다. 따라서, 암호화에 있어서 고려하여야 할 중요 파라미터는 이득, LSP, 피치 파라미터를 포함하여야 할 것이다.
측정된 단일 비트 손실 왜곡 측정 결과 및 연속 비트 손실 왜곡 측정 결과와 함께 각 파라미터의 물리적 의미를 고려하여 각 파라미터의 중요도를 판단하고 이를 반영하여 부분 암호화 세트 선정 기준을 생성한다(단계305).
본 발명의 일실시예에 따른 부분 암호화 세트 선정 기준은 다음과 같다:
1. 이득, LSP, 피치 파라미터를 모두 포함한다.
2. 이득, LSP, 피치 파라미터 순서로 많은 비트를 할당한다.
3. 각 파라미터 별로 단일 비트 손실 왜곡 측정 결과를 이용하여 왜곡이 심한 비트부터 할당한다.
4. 작은 부분 암호화 세트의 경우에는 이득 파라미터를 많이 할당한다.
단계 305에서 생성된 선정 기준을 기반으로 부분 암호화 세트를 선정한다(단계 306). 본 발명의 일실시예에 있어서는, Class 1~5로 구성된 총 5종류의 부분 암호화 세트를 선정한다. 이 실시예에서, 선정된 부분 암호화 세트의 비트 할당은 표 3과 같으며, 비트 위치는 도 6에 도시되어 있다. 도 6에서 회색으로 표시된 비트가 부분 암호와의 대상이 되는 부분 암호화 세트이다.
비트 할당 총 비트 수 암호화 비율
LSP 피치 이득
Class1 1비트 1비트 2비트 4비트 5%
Class2 2비트 2비트 4비트 8비트 10%
Class3 5비트 4비트 7비트 16비트 20%
Class4 8비트 6비트 10비트 24비트 30%
Class5 11비트 9비트 12비트 32비트 40%
본 발명의 일실시예에 따라 선정된, 표 3의 5개의 부분 암호화 세트를 적용하여, 객관적 왜곡 측정을 한 결과가 도 7에 도시되어 있으며, 다양한 청취자를 대상으로 한 청취 시험 결과가 도 8에 도시되어 있다. 도 7 및 8에 도시된 결과와 같이, 본 발명에 따라 생성된 부분 암호화 세트 중에서 Class 3(20%) 이상의 세트들은 종래 기술인 전체 암호화 및 종래 기술에 기반한 고 보호 세트(45%)와 비슷한 암호화 능력을 보유한 것으로 나타났다. 그리고 Class 4(10%) 세트는 종래 기술에 기반한 저 보호 세트(30%)와 유사한 능력을 나타내고 있다.
상기에서 설명한 본 발명의 실시예는 본 발명을 제한하려는 의도가 아니고 본 발명을 보다 자세히 설명하려는 것임을 유의해야 한다. 아울러, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본발명의 보호범위에 포함되는, 다양한 실시예가 존재할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 음성 패킷의 전체 암호화 방법 및 부분 암호화 방법 각각을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른, 부분 암호화 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라, 부분 암호화 세트를 선정하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라, 음성 패킷의 각 비트 별 단일 비트 손실 왜곡 민감도를 측정한 결과를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라, 음성 패킷의 각 파라미터 별 연속 비트 손실 왜곡 민감도를 측정한 결과를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라, 선정된 부분 암호화 세트(class1, class2, class3, class4, class5)를 나타내며, 도면에서 회색(암영)으로 표시된 부분이 암호화 대상을 나타내고 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라, 선정된 부분 암호화 세트를 이용한 객관적 왜곡 측정 결과를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라, 선정된 부분 암호화 세트를 이용한 주관적 청취 실험 결과를 나타낸다.

Claims (10)

  1. 음성 패킷을 부분 암호화하는 방법에 있어서,
    (a) 대용량 음성 데이터베이스로부터의 각 음성 파일들을 음성 코덱으로 압축하는 단계와,
    (b) 상기 (a) 단계에서 압축된 음성 패킷에 대해 단일 비트 손실 왜곡 측정 및 연속 비트 손실 왜곡 측정을 수행하는 단계와,
    (c) 상기 단일 비트 손실 왜곡 측정 및 연속 비트 손실 왜곡 측정 결과로부터 부분 암호화 세트 선정 기준을 생성하는 단계와,
    (d) 상기 부분 암호화 세트 선정 기준에 따라 부분 암호화 세트를 선정하는 단계와,
    (e) 선정된 상기 부분 암호화 세트를 이용하여 상기 음성 패킷을 암호화하는 단계
    를 포함하는, 부분 암호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계는 G.729 음성 코덱을 이용하여 수행되는, 부분 암호화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단일 비트 손실 왜곡 측정 및 상기 연속 비트 손실 왜곡 측정은 PESQ(Perceptual Evaluation of Speech Quality) 알고리즘을 적용하여 수행되는, 부분 암호화 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 상기 단일 비트 손실 왜곡 측정 결과 및 연속 비트 손실 왜곡 측정 결과와 함께 상기 음성 코덱의 다수의 파라미터의 물리적 의미를 반영하여 각 파라미터의 중요도를 판단하는 단계를 포함하는, 부분 암호화 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 다수의 파라미터는 이득 파라미터, LSP 파라미터, 피치 파라미터, 잔여성분 파라미터를 포함하는, 부분 암호화 방법.
  6. 음성 패킷 부분 암호화 장치에 있어서,
    대용량 음성 데이터베이스로부터의 각 음성 파일들을 음성 코덱으로 압축하는 음성 압축부와,
    압축된 음성 패킷에 대해 단일 비트 손실 왜곡 및 연속 비트 손실 왜곡을 측정하는 왜곡 측정부와,
    상기 왜곡 측정부에서 측정한 결과로부터 부분 암호화 세트 선정 기준을 생성하는 부분 암호화 세트 선정 기준 생성부와,
    상기 부분 암호화 세트 선정 기준에 따라 부분 암호화 세트를 선정하는 부분 암호화 세트 선정부와,
    선정된 상기 부분 암호화 세트를 이용하여 상기 음성 패킷을 암호화하는 암호화부
    를 포함하는, 부분 암호화 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 음성 압축부는 G.729 음성 코덱을 이용하는, 부분 암호화 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 왜곡 측정부는 상기 단일 비트 손실 왜곡 측정 및 상기 연속 비트 손실 왜곡 측정 수행시 PESQ 알고리즘을 적용하는, 부분 암호화 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 부분 암호화 세트 선정 기준 생성부는 상기 단일 비트 손실 왜곡 측정 결과 및 연속 비트 손실 왜곡 측정 결과와 함께 상기 음성 코덱의 다수의 파라미터의 물리적 의미를 반영하여 각 파라미터의 중요도를 판단하는, 부분 암호화 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 다수의 파라미터는 이득 파라미터, LSP 파라미터, 피치 파라미터, 잔여성분 파라미터를 포함하는, 부분 암호화 장치.
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