KR101193534B1 - 비디오 콘텐츠에 워터마크를 삽입하는 워터마킹 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

비디오 콘텐츠에 워터마크를 삽입하는 워터마킹 장치 및 방법이 제공된다. 비디오 콘텐츠에 워터마크를 삽입하는 워터마킹 장치는, 워터마크 공통 삽입 정보가 1차로 삽입된 비디오 콘텐츠를 워터마크 헤드엔드 시스템으로부터 수신하는 콘텐츠 수신부 및 상기 수신한 비디오 콘텐츠에 워터마크 고유 삽입 정보를 2차로 삽입하는 메시지 정보 이미지 삽입부를 포함하고, 상기 메시지 정보 이미지 삽입부는 상기 수신된 비디오 콘텐츠에 상기 워터마크 고유 삽입 정보를 삽입할 때, 상기 워터마크 고유 삽입 정보를 포함하는 메시지 정보 이미지를 알파 블렌딩(alpha blending) 방식으로 콘텐츠 재생 화면에 합성한다.

워터마크, IPTV, STB, 참조 정보 이미지, 메시지 정보 이미지, 알파 블렌딩

Description

비디오 콘텐츠에 워터마크를 삽입하는 워터마킹 장치 및 방법 {WATERMARKING APPARATUS AND METHOD FOR INSERTING WATERMARK IN VIDEO CONTENTS}

비디오 콘텐츠에 워터마크를 삽입하는 워터마킹 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, IPTV 방송 서비스 시스템에 사용되는 비디오 콘텐츠에 워터마크를 삽입하는 워터마킹 장치 및 방법에 관한 것이다.

사용자 단말에서 실시간으로 불법 복제자를 추적하기 위한 정보를 삽입/추출하는 노력은 최근 IPTV(Internet Protocol Television) 사업이 활성화되면서 각광을 받고 있는 분야이다. 현재의 서비스 환경에서 아날로그 디스플레이와 디지털 디스플레이가 혼재되어 있으며 아날로그 인터페이스로 영상이 전달되는 경우에는 명확한 보안 전송 규격이 존재하지 않기 때문이다.

실제 아날로그 인터페이스로 영상이 전달될 경우, SD(Standard Definition)급의 비디오 캡쳐가 가능하며 최근에는 그 캡쳐 장치의 가격도 저렴하여 누구나 쉽게 구입할 수 있는 상황이다. 따라서, 비디오 콘텐츠의 불법 유통을 추적하기 위하여 다양한 워터마킹 기술이 사용되고 있다.

불법 복제자 추적을 위한 워터마킹 기술은 일반적으로 삽입한 추적 정보가 영상 재생 시 사용자의 눈에 띌 경우 반감을 불러일으킬 수 있으므로 영상 데이터의 특정 부분에 눈에 띄지 않도록 데이터를 처리하여 삽입하는 방식이 주로 사용된다. 특히, 추적 정보를 눈에 보이지 않는 형대로 영상 데이터에 삽입하는 워터마킹의 경우, 영상 프레임 별로 그 알고리즘에 따라 복잡한 연산의 수행을 요구한다.

일반적으로 동영상 또는 비디오 콘텐츠의 워터마크 기술은 동영상의 각 프레임의 픽셀 값을 변경하여 특정 정보를 삽입하는 내용 기반의 이미지 처리 기술이다. 최근에는 이 워터마크 기술을 활용하여 불법적으로 콘텐츠를 복제하여 유포한 주체를 추적하는 시스템(Forensic Marking System, 이하 FM)이 각광받고 있다. 이러한 FM은 불법 복제자 추적을 위하여 단말 또는 가입자의 고유 식별자(예를 들면, 단말 ID 또는 가입자 ID)를 단말에서 재생 영상에 워터마킹하여 삽입하는 방식을 이용한다. 그러나 이러한 워터마킹 기법은 이미지 처리를 위해 많은 연산을 필요로 하기 때문에 STB와 같은 IPTV 단말에 FM 기술을 적용하기 위해서는 상당히 많은 제약이 따른다.

도 1은 일반적인 IPTV 방송 서비스 시스템의 개략적인 구성도이다.

도 1을 참조하면, IPTV 방송 서비스 시스템은, 방송 사업자(10), IPTV 방송 시스템(20), 셋탑 박스(STB: 30) 및 IPTV(40)를 포함한다.

IPTV 방송 서비스 시스템에서, 비디오 워터마킹 기술은 비디오 프레임 데이터를 읽어서, 비디오 프레임의 픽셀 별로 값을 더하거나 빼는 방식으로 워터마크를 삽입한다. 따라서 비디오 워터마킹 기술을 적용하기 위해서는 사용자 단말, 예를 들면, STB(30)에서는 실시간으로 코덱으로부터 해석된 비디오 프레임을 읽어 들인 후 연산을 수행하여야 한다. 그러나 이러한 방식은 PC와 같은 고사양의 단말 환경에서는 가능할 수 있지만, IPTV STB(30) 환경에서는 거의 불가능하다. 왜냐하면 대부분의 STB(30)은 영상 처리를 SOC(System On Chip) 내에서 수행하기 때문에 비디오 프레임에 대한 접근이 근본적으로 불가능하며 접근이 가능하다 하더라도 낮은 CPU 사양으로 인해 프레임 픽셀 정보 분석을 위한 복잡한 연산을 처리하는 것은 불가능하다.

즉, STB(30)는 제한된 리소스를 사용하기 때문에 많은 연산을 수행하기 힘든 문제가 있었으며, 특히, 워터마킹 알고리즘을 포함하고 있는 전용 SoC(System on Chip)를 사용하지 않고서는 워터마킹과 관련된 복잡한 작업을 수행하기 힘들다는 문제가 있었다. 만약, 이러한 구현 방식이 가능하다 하더라도 SOC별로 새로운 개발과 배포가 이루어져야 하기 때문에 사업적인 면에서 효율적이지 못하다는 문제점이 있다.

본 발명의 일부 실시예는 워터마킹 시스템에서 콘텐츠 인코딩 시에 공통 삽입 정보를 사전 처리함으로써 워터마크 삽입을 위한 단말의 리소스 소비를 줄이고 워터마크 검출 성능을 향상시키는 비디오 콘텐츠에 워터마크를 삽입하는 워터마킹 장치 및 방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 일부 실시예는 모바일 단말과 같은 보다 적은 해상도의 캡쳐 영상에 대한 불법 복제자 추적이 가능하게 하는 비디오 콘텐츠에 워터마크를 삽입하는 워터마킹 장치 및 방법을 제공한다

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면은, 워터마크 공통 삽입 정보가 1차로 삽입된 비디오 콘텐츠를 워터마크 헤드엔드 시스템으로부터 수신하는 콘텐츠 수신부 및 상기 수신한 비디오 콘텐츠에 워터마크 고유 삽입 정보를 2차로 삽입하는 메시지 정보 이미지 삽입부를 포함하고, 상기 메시지 정보 이미지 삽입부는 상기 수신된 비디오 콘텐츠에 상기 워터마크 고유 삽입 정보를 삽입할 때, 상기 워터마크 고유 삽입 정보를 포함하는 메시지 정보 이미지를 알파 블렌딩(alpha blending) 방식으로 콘텐츠 재생 화면에 합성하는 것인 비디오 콘텐츠에 워터마크를 삽입하는 워터마킹 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 측면은, 워터마크 공통 삽입 정보를 포함하는 참조 정보 이미지가 삽입된 비디오 콘텐츠 및 워터마크 설정 값을 수신하는 단계, 워터마 크 고유 삽입 정보를 포함하는 메시지 정보 이미지를 생성하는 단계 및 상기 설정 값에 기초하여, 상기 생성된 메시지 정보 이미지를 알파 블렌딩 방식으로 상기 수신된 비디오 콘텐츠에 삽입하는 단계를 포함하며, 상기 참조 정보 이미지는 워터마크 헤드엔드 시스템에서 상기 비디오 콘텐츠에 먼저 삽입되는 것인 비디오 콘텐츠에 워터마크를 삽입하는 워터마킹 방법을 제공할 수 있다.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 워터마킹 시스템에서 콘텐츠 인코딩 시에 공통 삽입 정보를 사전 처리함으로써 워터마크 삽입을 위한 단말의 리소스 소비를 줄일 수 있고, 워터마크 검출 성능을 향상시킬 수 있다. 특히, 셋톱 박스(STB)와 같이 제한된 단말 리소스 환경에서의 워터마크 삽입 및 검출 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 모바일 단말과 같은 보다 적은 해상도의 캡쳐 영상에 대한 불법 복제자 추적이 가능하도록 워터마크 성능을 향상시킬 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분 에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 워터마킹 장치를 구비한 IPTV 방송 서비스 시스템을 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 워터마킹 장치를 구비한 IPTV 방송 서비스 시스템은 방송 사업자(100), IPTV 방송 시스템(200), 셋톱 박스(300) 및 IPTV(400)을 포함한다. 여기서, 셋톱 박스(300) 및 IPTV(400)는 사용자 단말에 해당한다.

방송 사업자(100)는 방송 콘텐츠를 제작, 편집 및 변경하여 IPTV 방송 시스템(200)에게 제공하는 역할을 한다. 방송 사업자(100)는 프로그램 공급자(PP), 지상파 또는 콘텐츠 제공자(CP)를 포함할 수 있다. 또한, 방송 사업자(100)에 의하여 제공되는 방송 콘텐츠는 기존 방송 콘텐츠와 인터넷 상의 다양한 콘텐츠를 포함할 수 있다.

IPTV 방송 시스템(200)은 방송 사업자(100)로부터 방송 콘텐츠를 수신하여 관리하며, 사용자 단말기, 예를 들면, STB(300)로 콘텐츠를 분배하여 방송/녹화/재 생 서비스를 제공하는 역할을 한다. 상기 수신한 방송 콘텐츠에는 관련 부가 정보 및 이러한 부가 정보에 대한 EPG(Electronic Program Guide)가 포함될 수 있다.

이러한 IPTV 방송 시스템(200)은 멀티캐스트 라우팅 프로토콜을 지원하는 라우터를 경유하여 가입자 집선 장치, 가입자 스위치를 통해 방송 영상 및 음성 신호, 데이터 방송용 데이터 및 프로그램 추천 서비스 메뉴를 포함하는 EPG 정보(PSIP/PSI/SI 정보)를 멀티캐스팅으로 다수의 가입자의 IP 셋톱 박스(300)로 전송할 수 있다.

네트워크 망은 IPTV 방송 시스템(200)으로부터 방송 콘텐츠를 수신하여 사용자 단말기(300)에게 상기 수신한 방송 콘텐츠를 전달하는 역할을 한다. 네트워크 망은 백본(Backbone)망 및 액세스(Access)망을 포함하며, 상기 액세스망은 이더넷(Ethernet), xDSL(ADSL, VDSL), HFC(Hybrid Fiber Coaxial Cable), FTTC(Fiber To The Curb), FTTH(Fiber To The Home) 구조 중 어느 하나의 토폴로지로 구성될 수 있다.

사용자 단말기는 IPTV 방송 시스템(200)으로 사용자 정보를 제공하고 IPTV 방송 시스템(200)으로부터 선호 콘텐츠를 수신하여 저장하는 역할을 한다. 사용자 단말기는 인터넷 방송 서비스를 이용하기 위한 장치로서, 일반적으로는 셋톱 박스(STB: 300), IPTV(400) 및 리모콘을 포함한다. IPTV(400)는 IPTV 방송 시스템(200)으로부터 수신한 방송 콘텐츠를 출력하고, 리모콘을 통하여 입력받은 사용자 응답 신호를 셋탑 박스의 리턴 채널을 통하여 IPTV 방송 시스템(200)으로 전달한다. 사용자 단말기는 IP STB가 내장된 TV, 또는 사용자의 TV와 연결된 IP 셋탑 박스(IP STB), 컴퓨터, 노트북, 또는 개인 휴대용 단말기 중 어느 하나의 단말을 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 IPTV 방송 시스템(200)은 워터마크 공통 삽입 정보를 포함하는 참조 정보 이미지를 1차로 워터마킹하고, 또한, 셋톱 박스(300)는 워터마크 고유 삽입 정보를 포함하는 메시지 정보 이미지를 2차로 워터마킹하게 되는데, 이하 도 3 내지 도 12를 참조하여 구체적으로 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 워터마킹 시스템은 크게 워터마크 헤드엔드(Head End: H/E) 시스템과 워터마크 단말 시스템으로 구성된다.

워터마크 헤드엔드 시스템은 워터마크 공통 삽입 정보를 포함하는 참조 정보 이미지를 사전에 생성하여 비디오 콘텐츠에 상기 참조 정보 이미지를 1차로 삽입한다. 상기 참조 정보 이미지가 삽입된 비디오 콘텐츠는 콘텐츠 인코더에 의해 인코딩된다.

워터마크 단말 시스템은 네트워크를 경유하여 상기 인코딩된 비디오 콘텐츠를 수신하는 콘텐츠 수신부 및 워터마크 고유 삽입 정보를 포함하는 메시지 정보 이미지를 생성하여 상기 수신된 비디오 콘텐츠에 상기 메시지 정보 이미지를 2차로 삽입한다. 이때, 상기 워터마크 단말 시스템은 상기 수신된 비디오 콘텐츠에 메시지 정보 이미지를 삽입할 때 알파 블렌딩(alpha blending) 방식으로 화면을 합성하게 된다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 워터마킹 장치는 IPTV 방송 서비스에 FM 기술을 적용하도록 STB의 단말 자원 사용을 최소화하고, 워터마크 검출 성능을 극대화하기 위해 단말 별로 처리해야 할 고유 삽입 정보만 단말에서 삽입하고, 공통 삽입 정보는 콘텐츠 인코딩 시에 사전에 처리하게 된다.

전술한 바와 같이, 상기 워터마크 헤드엔드 시스템은 IPTV 방송 시스템(200) 내에 구현되고, 워터마크 단말 시스템은 STB(300) 내에 구현될 수 있는데, 각각 도 3 및 도 4를 참조하여 구체적으로, 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 참조 정보 이미지 워터마킹 장치를 구비한 IPTV 방송 시스템의 구성도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 참조 정보 이미지 워터마킹 장치를 구비한 IPTV 방송 시스템(200)은, 베이스밴드 시스템(210), 압축 다중화 시스템(220), 수신 제한 시스템(Conditional Access System: CAS)(230), 모니터링 시스템(240), 미디어 관리 시스템(Media Operation Core: MOC)(250), 콘텐츠 인코더(260) 및 워터마크 헤드엔드 시스템(270)을 포함한다.

베이스밴드 시스템(210)은 외부 프로그램 공급자(PP)로부터 MPEG2(Moving Picture Experts Group 2) 방송 신호, 또는 지상파로부터 아날로그 방송 신호를 수신하고, 수신한 소스(source) 방송 신호를 SDI(Serial Digital Interface) 신호로 변환하고, 프레임(Frame)을 동기화하며, 루틴 스위처(Routine Switcher)를 통해 여러 방송 채널(예를 들어, 100 채널)의 방송 영상 및 음성 신호들을 분배하며, 자막 생성기(CG) 및 자동 프로그램 제어기(Automatic Program Controller: APC)에 의해 상기 방송 영상 및 음성 신호에 광고, 로고, 또는 자막 중 적어도 어느 하나를 삽입하여(신호 편집 및 가공) 상기 압축 다중화 시스템(220)으로 전송할 수 있다.

상기 SDI(Serial Digital Interface) 신호는, 예를 들어, 270Mbps의 전송률을 가진 디지털 신호 표준안으로서, 복합 디지털 영상과 4채널의 디지털 오디오 신호가 혼합되어 있을 수 있다.

상기 베이스밴드 시스템(210)은 기본적으로 프로그램 공급자(PP), 지상파 등의 방송 신호를 각각 수신하는 수신 장치, 수신 장치에서 수신된 소스(Source) 신호를 SDI 신호로 변환 및 보정하고 프레임을 동기화하기 위한 프레임 동기화기(Frame Synchronizer), 운용 관리를 위해 모든 방송 신호 채널을 연결/집중화하는 A/V 라우터 등의 신호 분배기, 상기 SDI 신호에 광고, 로고, 자막을 삽입하여 신호를 편집하고 가공하는 자막 생성기(character generator)를 포함할 수 있다.

압축 다중화 시스템(220)은 상기 베이스밴드 시스템(210)으로부터 수신된 방송 영상 및 음성 신호(Video, Audio)를 방송 채널 별(예를 들어, 100 채널)로 각각 A/V 인코더(A/V Encoder)로 입력하여 SDI(Serial Digital Interface) 영상 신호를 H.264로 압축하고, 음성 신호를 MPEG-2 AAC로 압축하여 MPEG-2 TS(Transport Stream)을 생성하고, 압축된 방송 영상 및 음성인 MPEG-2 TS 신호와 함께 데이터 인코더(data encoder) 및 PSI/SI 발생기(PSI/SI Generator)에 의해 생성된 데이터 방송용 데이터 및 EPG 정보(PSIP/PSI/SI 정보)를 다중화(Multiplexing)한 후, 다중화된 MPEG-2 TS 신호를 수신 제한 기술을 사용하는 경우 스크램블러(Scrambler)에 입력하여 암호화하고 최종적으로 IP 패킷화하여 IP 패킷화한 TS(Transport Stream) 방송 신호를 송출할 수 있다.

또한, 선택적으로, 프로그램 추천 콘텐츠에 대한 불법 시청과 불법 복제를 방지하기 위해 수신 제한 시스템(2300)을 사용할 수 있다.

수신 제한 시스템(230)은 실시간 채널에 대한 암호화 및 VOD 콘텐츠의 사전 암호화를 수행하며 시청 권한을 제어함으로써 인증된 사용자에 한해 채널 및 콘텐츠를 이용할 수 있도록 하는 역할을 한다. IPTV 컨텐츠의 불법 복제를 방지하기 위해 수신 제한 시스템(230) 대신에 디지털 저작권 관리(DRM: Digital Rights Management) 방식을 사용할 수도 있다.

모니터링 시스템(240)은 관제 시스템으로, IPTV 방송을 위한 A/V 방송 신호의 송출 장애, IPTV 방송 시스템(200)의 다운 링크를 모니터링하여 수신 장애, 및 자막 확인 등을 모니터링할 수 있다.

미디어 관리 시스템(250)은 방송 업무를 운영하기 위한 각종 비즈니스 프로세스 정보(프로그램 편성 정보, 소재 정보, 계약 정보, 상품 정보 등)를 관리하는 시스템이다. 이러한 미디어 관리 시스템(250)은 방송 센터의 중앙에서 각 시스템들과 유기적인 결합을 통해 정보 흐름을 통합 관리할 수 있다.

상기 미디어 관리 시스템(250)은 방송 프로그램 편성 정보, 콘텐츠 및 미디어 관리 정보, 프로그램 제공자(PP)와 콘텐츠 제공자(CP)의 계약 정보, 상품 정보를 관리하고, 방송 센터의 중앙에서 각 시스템들과의 유기적인 결합을 통해 정보 흐름을 통합 관리하는 중재자(Coordinator) 역할을 수행할 수 있다.

또한, 상기 미디어 관리 시스템(250)은 획득(Acquisition) 측면에서 계약 관리, 미디어 및 콘텐츠 메타데이터(meta data) 관리, 방송 스케줄 정보인 EPG 정보 획득/관리, 운영(operation) 측면에서 실시간 방송 및 VOD 채널 편성 관리, 각 서 브 시스템과 연동을 에이전트(Agent) 관리, VOD 카탈로그 생성 관리 및 각종 상품 관리를 제공하며, 분석 측면에서 CP/CA와의 정산, 가입자 시청 성향 등의 마케팅 분석 리포팅, 송출(Delivery) 측면에서 방송 송출 모니터링, 비디오 서버 송출 관리 및 VOD 가입자 인증, CP/CA와의 정산을 위한 송출 결과 기록/관리, 연동된 각 서브 시스템과의 데이터 동기화를 제공할 수 있다.

콘텐츠 인코더(260)는 방송 콘텐츠를 인코딩하여 사용자 단말기의 STB(300)로 제공하는 역할을 한다.

워터마크 H/E 시스템(270)은 콘텐츠 인코딩 단계에서 프레임 별 이미지 처리를 통해 HVS에 맞게 픽셀 별로 삽입 강도를 조절하여 참조 정보 이미지를 삽입하는 기능을 수행한다. 이때, 참조 정보 이미지의 삽입 주기와 삽입 지속 시간은 워터마크 H/E 시스템(270) 또는 별도의 관리 시스템에 의해 설정될 수 있다. 이때, 상기 참조 정보 이미지는 동일 서비스 도메인의 모든 단말에서 공통적으로 사용되는 이미지로서 후술할 참조 정보 이미지 생성부(272)를 통해 사전에 생성되어 저장/관리될 수 있다.

또한, 참조 정보 이미지는 서비스 도메인 별로 다르게 적용될 수 있으며, 이를 통해 워터마크가 적용된 서비스 도메인을 구분하는 용도로 사용될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 메시지 정보 이미지 워터마킹 장치를 구비한 셋톱 박스(STB)의 구성도이다.

먼저, STB(Set Top Box)는 디지털방송 수신장치, 셋톱 박스 또는 셋탑박스로 불리며, STB는 가정용 양방향성 멀티미디어 기능을 구현하기 위한 가입자 댁내 디 지털방송 수신 장치를 말한다. 셋톱 박스라는 용어는 TV 수상기(Set) 위에(Top) 올려놓은 박스(Box)를 의미한다.

이러한 STB는 디지털 망을 통해 전송되는 비디오 서버의 압축된 데이터(영상, 그래픽, 음성등)를 수신하기 위한 망에 대한 망 접속 기능, 압축 데이타를 원래의 영상/음성 신호로 복원하는 압축 데이터 복원 기능, 복원 신호를 TV 수신기에 재생하기 위한 신호로 변환하는 TV 신호로 변환하는 기능 및 리모콘을 통한 가입자 조작에 의해 비디오서버 등과 대화할 수 있도록 하는 사용자 인터페이스 기능 등을 구비한다.

이러한 STB는 디지털 방송(DTV)용 셋톱 박스 및 인터넷 방송(IPTV 등)용 셋톱 박스로 구분되며, 디지털 방송(DTV)용 셋톱 박스는 위성방송용 셋톱 박스, 케이블TV용 셋톱 박스 및 지상파TV용 셋톱 박스로 구분될 수 있다.

이러한 STB는 방송, 통신, 가전이 융합되는 서비스를 지원하는 방향으로 진화하고 있고, 즉, STB 내에 인터넷망 접속용 모뎀이 내장 결합되어, 양방향성 통합 지능형 STB로 진화하고 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 메시지 정보 이미지 워터마킹 장치를 구비한 STB(300)는 참조 정보 이미지가 1차로 워터마킹된 비디오 콘텐츠에 메시지 정보 이미지를 2차로 오버레이하는 사용자 단말기로서, 콘텐츠 수신부(310), 코덱(CODEC: 320), 비디오 플레인(330), 워터마크 단말 시스템(340), 그래픽스 플레인(350) 및 재생신호 변환부(360)를 포함할 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.

콘텐츠 수신부(310)는 상기 참조 정보 이미지가 1차로 워터마킹된 비디오 콘텐츠를 수신하며, 코덱(320)은 상기 수신한 비디오 콘텐츠를 압축 해제하여 프레임 별로 추출하여 비디오 플레인(330)으로 출력한다.

워터마크 단말 시스템(340)은 워터마크 고유 삽입 정보를 포함하는 메시지 정보 이미지를 생성하여 상기 수신된 비디오 콘텐츠에 상기 메시지 정보 이미지를 2차로 삽입한다. 또한, 워터마크 단말 시스템(340)은 상기 참조 정보 이미지의 삽입 주기 및 삽입 지속 시간을 포함하는 설정 값을 전술한 워터마크 헤드엔드 시스템(270)으로부터 실시간 또는 비실시간으로 수신하여, 상기 수신된 참조 정보 이미지 설정 값에 근거하여 메시지 정보 이미지를 설정하게 된다. 이때, 상기 메시지 정보 이미지는 그래픽스 플레인(350)으로 출력된다.

재생신호 변환부(360)는 상기 참조 정보 이미지 및 메시지 정보 이미지가 삽입된 비디오 콘텐츠를 재생에 적합한 재생신호로 변환하여, 후속적으로 콘텐츠 재생기인 IPTV(400)로 출력한다.

상기 비디오 플레인(330) 및 상기 그래픽스 플레인(350)에 대한 상세한 설명은 도 11a 및 도 11b를 참조하여 후술하기로 한다.

한편, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 콘텐츠에 워터마크를 삽입하는 워터마킹 장치의 구성도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 콘텐츠에 워터마크를 삽입하는 워터마킹 장치는, IPTV 방송 시스템(200) 내에 구현되는 워터마크 헤드엔드 시스템(270)과 콘텐츠 인코더(260), STB(300) 내에 구현되는 워터마크 단말 시 스템(340)과 재생신호 변환부(360) 및 콘텐츠 재생기(400)를 포함하며, 워터마크가 삽입된 비디오 콘텐츠가 불법복제물(500)로 유통되면, 불법 유통 추적 시스템(600)에 의해 추적된다.

불법 유통 추적 시스템(600)은 불법 유통된 콘텐츠 또는 동영상 데이터(500)로부터 추적 정보를 추출하여 불법 유통을 추적하는 역할을 한다. 불법 유통 추적 시스템(600)은 워터마킹 정보 내의 싱크 코드, 오류 복원 코드 및 토글 코드를 이용하여 추적 정보를 조합할 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.

한편, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터마크 헤드엔드(H/E) 시스템의 세부 구성을 예시하는 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 워터마크 헤드엔드 시스템(270)은 참조 정보 이미지 설정부(271), 참조 정보 이미지 생성부(272) 및 참조 정보 이미지 삽입부(273)을 포함한다.

참조 정보 이미지 설정부(271)는 상기 참조 정보 이미지의 삽입 주기 및 삽입 지속 시간을 설정하고 관리한다.

참조 정보 이미지 생성부(272)는 상기 참조 정보 이미지 설정부(271)의 설정 값에 근거하여 공통 삽입 정보를 포함하는 참조 정보 이미지를 생성한다. 공통 삽입 정보는 대상 콘텐츠에서 워터마크 검출이 가능한 형태로 보정하기 위한 참조정보로서 RST(rotation, scaling, translation)와 같은 기하학적인 변형이 이루어진 콘텐츠를 복구하는데 사용될 수 있다.

참조 정보 이미지 삽입부(273)는 상기 생성된 참조 정보 이미지를 원본 비디 오 콘텐츠에 1차로 삽입한다.

따라서, 워터마크 헤드엔드 시스템(270)이 콘텐츠 인코딩 시에 공통 삽입 정보를 사전처리함으로써, 워터마크 삽입을 위한 단말 리소스 소비를 줄이고 워터마크 검출 성능을 향상시킬 수 있고, 이러한 방식은, 특히 Set-Top-Box(이하 STB)와 같이 제한된 단말 리소스 환경에서 삽입 및 검출 성능을 향상시키게 된다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서, 워터마크 헤드엔드 시스템(270)이 IPTV 방송 시스템(200)에 포함되어 있는 것으로 설명하였지만, 워터마크 헤드엔드 시스템(270)의 각 구성은 IPTV 방송 시스템(200)외의 별도의 서버에 존재하거나, 또는, 사용자 단말기(300)에 포함될 수도 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터마크 단말 시스템의 세부 구성을 예시하는 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 워터마크 단말 시스템(340)은 참조 정보 이미지 설정 값 수신부(341), 메시지 정보 이미지 생성부(342) 및 메시지 정보 이미지 삽입부(343)를 포함한다.

참조 정보 이미지 설정 값 수신부(341)는 상기 워터마크 헤드엔드 시스템(270)으로부터 상기 참조 정보 이미지의 삽입 주기 및 삽입 지속 시간을 포함하는 설정 값을 수신한다. 즉, 참조 정보 이미지 설정 값 수신부(341)는 참조 정보 이미지가 삽입되어 있는 정보와 메시지 정보 이미지가 삽입될 정보 등의 설정 값들을 상기 워터마크 헤드엔드 시스템(270), 별도의 관리시스템으로부터 실시간 혹은 비실시간으로 수신하여 처리한다.

메시지 정보 이미지 생성부(342)는 워터마크 고유 삽입 정보를 포함하는 메시지 정보 이미지를 생성한다. 메시지 정보 이미지 생성부(342)는 워터마크 고유 삽입 정보를 이용하여 메시지 정보 이미지를 생성할 수 있다. 워터마크 고유 삽입 정보는, 단말 ID, 가입자 ID 등의 사용자 단말 별 식별정보 및 콘텐츠 재생시작시각 또는 채널전환시각 등 다양한 시나리오에 따라 정의된 시각정보를 포함한다. 또한, 워터마크 고유 삽입 정보는, 워터마크 헤드엔드 시스템(270)으로부터 수신되거나, 또는 외부의 서버로부터 수신하지 않더라도 사용자 단말기(300)에서 자체적으로 생성, 저장되어 있을 수 있다.

메시지 정보 이미지 삽입부(343)는 상기 생성된 메시지 정보 이미지를 상기 참조 정보 이미지가 1차로 삽입된 비디오 콘텐츠에 알파 블렌딩(alpha blending) 방식으로 2차로 삽입하게 된다. 즉, 메시지 정보 이미지 삽입부(343)는 생성된 메시지 정보 이미지를 재생 영상과 알파 블렌딩(alpha blending) 처리하여 합성하게 된다.

이때, 메시지 정보 이미지는 가입자 ID와 시각정보를 1개의 이미지로 인코딩할 수도 있고, 가입자 ID 이미지와 시각정보 이미지로 구분하여 인코딩할 수도 있다. 예를 들면, 메시지 정보 이미지를 2개의 하부이미지로 구성하여 처리하는 경우, 가입자ID 이미지는 특정 단말에 대해 고정된 정보이기 때문에 사전처리를 통해 미리 저장해 두었다가 필요 시에 로딩하여 처리할 수 있으므로 CPU 연산을 절약할 수 있는 이점이 있다.

한편, 워터마크 검출 성능의 향상을 위해서는 재생영상에 워터마크를 강하게 삽입하여야 하지만, 이럴 경우 삽입된 워터마크로 인해 재생영상의 품질이 저하되는 문제가 발생한다. 즉, 기존 워터마킹 삽입 방법에 의하면 콘텐츠와 워터마크의 상충 관계로 인해 콘텐츠의 품질 저하가 발생하는 문제점이 있었을 뿐만 아니라, 워터마킹을 약하게 삽입할 경우에는 워터마크가 왜곡될 수 있다는 문제점이 있었다. 이러한 상충 관계를 고려하여 영상의 프레임 픽셀 별 특성을 분석을 통해 인간 시각 시스템(Human Visual System: HVS)모델에 따라 눈에 덜 민감한 부분에서는 워터마크를 강하게 삽입하고 민감한 부분은 워터마크를 약하게 삽입하는 방식을 사용한다.

이러한 인간 시각 시스템(Human Visual System: HVS)은 워터마크를 삽입하는데 있어 강하게 삽입하면서 비가시성(imperceptibility)을 유지하게 하는 기술이다. 콘텐츠의 품질만을 우선시 한다면 이미지 전반에 아주 약하게 삽입하는 방법을 사용하면 되지만, 어느 정도 왜곡에 대한 강인성을 고려한다면 가능한 한 강하게 삽입해야 한다. HVS는 이미지의 어느 부분에 강하게 삽입해도 되는지를 알려주는 함수를 포함한다.

HVS의 기본 동작 원리는 웨버의 법칙(Weber’s law)을 근거로 한다. 즉, 웨버의 법칙은 자극이 약할 때에는 다음의 자극이 조금만 강해도 자극의 변화를 느낄 수 있으나, 처음의 자극이 강한 경우에는 약할 때의 증가율에 비례하여 상당히 큰 증가율로 자극이 가해져야 자극의 크기 변화를 느낄 수 있다는 것이다. 디지털 이미지에 이러한 웨버의 법칙을 적용하면, 사람의 눈이 지각할 수 있는 이미지 상의 작은 변화량은 주변 픽셀에 따라 달라진다는 법칙으로서, 같은 변화량이라도 주변 값에 따라 눈에 띄지 않을 수도 있다는 것을 내포한다.

일반적인 HVS 모델은 주변값들에 대한 관계로 나타낼 수 있는데, 통계적 계산치인 주변값과의 표준편차를 주로 이용한다. 즉, 주변 픽셀과의 편차가 작은 평면(flat) 영역에는 편차값에 비례하여 작고 약하게 삽입되는 반면, 편차값이 큰 에지(edge)나 텍스쳐(texture)영역에는 강하게 삽입된다.

그러나 이러한 방식은 영상 프레임 픽셀 별 특성분석을 위한 많은 연산을 필요로 하기 때문에 STB와 같은 제한된 리소스환경의 단말에서는 적용이 불가능하다. 따라서 STB 환경에서는 프레임 별 처리 없이 워터마크 삽입 강도를 일정하고 약하게 삽입하는 방식을 사용하여야 하며, 삽입 또한 단말의 하드웨어 모듈을 통해 이루지는 것이 바람직하다.

한편, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 참조 정보 이미지의 워터마킹을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 참조 정보 이미지의 워터마킹에 있어서, 워터마킹 사전처리 단계는 콘텐츠 인코더(260)에서 IPTV STB(300)로 비디오 콘텐츠를 전송하기 전에 워터마킹을 수행하는 과정이다. 이 과정에서 워터마크 H/E 시스템(270)은 참조 정보 이미지를 주기적으로 콘텐츠에 워터마킹하여 삽입한다. 이때, 사용하는 워터마킹 알고리즘은 워터마크 단말 시스템에서 사용하는 워터마킹 알고리즘과 같을 수도 있고 다를 수도 있다.

이러한 경우, 검출 과정에서는 워터마크 H/E 시스템(270)에서 삽입한 참조 정보 이미지 추출을 위한 알고리즘을 먼저 적용하고, 이후 워터마크 단말 시스템에 서 삽입한 추적정보 추출을 위한 워터마크 알고리즘을 나중에 적용할 수 있다.

이때, 참조 정보 이미지는 기하학적인 변환, 비디오 트랜스코딩 등과 같은 공격(attack)에 의해 원본 비디오 콘텐츠가 변형이 되더라도, 원본 콘텐츠의 상태로 복원할 수 있는 동기화 정보를 포함한다. 또한, 상기 참조 정보 이미지는 동일 서비스 도메인에서 단말에 관계없이 동일하게 삽입되므로, 서버측에서 비디오 프레임의 픽셀 단위로 패턴을 분석하여, 상기 HVS 모델에 따라 강력하게 워터마크를 삽입할 수 있다.

예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 10초 주기(P)로 2초(Ts)간 지속적으로 각 비디오 프레임에 워터마크를 삽입할 수 있다. 여기서, 30fps의 동영상에서 1~60프레임(2초)까지의 모든 프레임에는 지속적으로 참조 정보 이미지가 워터마크 삽입되고, 마찬가지로, 301~360 프레임 구간, 601~660 프레임 구간 등, 10초 주기로 2초간 지속적으로 비디오 재생이 끝날 때까지 반복적으로 삽입한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 메시지 정보 이미지의 워터마킹을 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 2개의 메시지정보 이미지의 워터마킹을 설명하기 위한 도면이다.

도 9를 참조하면, 사용자 단말인 STB(300)에서의 워터마킹은 사용자가 요구한 비디오 콘텐츠가 IPTV STB(300)로 수신된 후 재생될 때, 가입자 ID와 시각정보에 대한 메시지 정보 이미지를 삽입한다.

이때, 메시지 정보 이미지는 참조 정보 이미지와 동일 주기 P로 Tm(=P-Ts)시간 동안 지속적으로 삽입한다. 전술한 참조 정보 이미지 워터마킹 과정에서 일정 시간 간격으로 참조 정보 이미지 워터마크를 삽입했기 때문에, 두 이미지가 중복 삽입되어 서로 간섭을 일으키지 않도록 적절히 메시지 정보 이미지를 삽입하여야 한다.

상기 메시지 정보 이미지가 여러 장의 이미지로 구성된 경우는, 도 10에 도시된 바와 같이, Tm을 다시 하부 타임 슬롯(Time Slot), 예를 들면, Tma 및 Tmb로 나누어 삽입할 수 있다. 즉, 상기 메시지 정보 이미지는 2개의 하부 메시지 정보 이미지로 구성될 수 있으며, 단말 식별자이거나 가입자 식별자인 사용자 단말 별 식별정보를 제1 하부 메시지 정보 이미지로 하고, 콘텐츠 재생시작 시각이거나 채널전환 시각인 시각정보를 제2 하부 메시지 정보 이미지로 할 수 있다. 이러한 상기 참조 정보 이미지, 제1 하부 메시지 정보 이미지 및 제2 하부 메시지 정보 이미지는 서로 배타적으로 상기 비디오 콘텐츠의 비디오프레임에 각각 삽입될 수 있다.

예를 들면, P를 주기(도 9의 경우, 약 10초)로 하여, Ts(2초, 60 frames)와 Tm(8초, 240 frames)동안 지속적으로 각각 참조 정보 이미지와 메시지 정보 이미지가 삽입된다. 검출 시에는 각 프레임들을 축적함으로써 삽입된 워터마크 패턴을 더욱 증폭시켜 사용할 수 있다. 또한, 추출된 워터마크 정보의 정확성을 위해 오류 정정 코드(ECC; Error Correction Code) 등이 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 STB(300)에서의 워터마킹은 비디오 프레임에 대한 정보를 사용하지 않고 그래픽스 플레인(Graphics plane)에 메시지 정보 이미지를 출력하여 재생영상과 알파 블렌딩하는 방식을 사용한다. 여기서, 알파 블렌딩은 두 개의 영상을 적당한 비율로 섞어서 영상이 겹쳐 보이도록 하는 기능을 말한 다. 예를 들면, 베이스 이미지(Base image)가 있고, 그 위에 오버레이(Overay)시키는 OSD(On-Screen Display)를 디스플레이할 때 사용한다. 여기서, OSD 기능은 사용자가 알아야 하거나 필요로 하는 정보를 별도의 영상 신호 입력 없이 화면 상에 표시하는 것을 말한다.

그리고, 화상을 그리기 위해선 일반적으로 RGB 3가지의 색으로 구성이 된다. 여기에 더해 알파(α)라는 값을 가질 수 있는데, 이것은 각 픽셀에 대한 투명도(Transmission ratio)를 나타낸다. 이것을 알파 채널(Alpha channel)이라고도 부르며, 예를 들면, 8비트로서 0에서 255까지의 값을 가지며 '0'은 완전 투명한 상태이고 '255'는 불투명 상태이다. 여기서, 알파 채널은 주로 유리창이나 유리컵과 같은 화상을 혼합할 때 이용되고, 투명한 효과를 주게 되며, 이와 같이 투명한 화상을 혼합하는 방법을 알파 블렌딩(Alpha blending)이라 한다.

한편, 도 11a 및 도 11b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 알파 블렌딩 방식을 설명하기 위한 도면들이다.

도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, IPTV STB의 코덱에서 디코딩된 비디오 프레임은 비디오 플레인(video plane: 710)인 V(x,y)에 출력이 되고, TV 화면으로 출력되기 직전에 수학식 1과 같이 그래픽스 플레인(graphics plane)인 G(x,y)와 블렌딩(blending) 처리되어 Yw(x,y)를 화면에 출력하게 된다. 이때, 알파값의 조절을 통한 투명도 처리를 통하여 워터마크 삽입 강도를 조절할 수 있다.

<수학식 1>

또한, 그래픽스 플레인(720)의 투명도를 낮게 설정하여 메시지 정보 이미지를 강하게 출력하면 재생영상과 블렌딩(blending)된 영상의 품질이 눈의 띄게 저하되기 때문에, 인간의 시각으로 판별이 어려울 정도의 높은 영상품질을 가지면서도 워터마크 검출이 가능한 최적의 알파값을 선택하여야 하며, 이러한 알파값은 콘텐츠의 전 프레임에서 고정된 값을 갖는다.

또한, 이와 같이 워터마크 신호가 약하게 삽입되면, 워터마크를 추출할 때, 워터마크 추출이 용이하지가 않다. 그러나 참조 정보 이미지 워터마크 삽입 시, 전술한 HVS에 맞게 워터마크를 강하게 삽입하였기 때문에 참조 정보 이미지 삽입에 보다 적은 비디오 프레임을 할당하면서도 참조정보 워터마크 검출 성공률을 향상시킬 수 있다. 따라서 참조 정보 이미지와 메시지 정보 이미지를 모두 단말에서 삽입한 경우에 비해 메시지 정보 이미지 검출 성능을 향상시킬 수 있다.

알파값은 투명도를 나타내며, 알파값의 조절을 통해 워터마크의 삽입 강도 조절이 가능하며, 만일 투명도를 높게 줄 경우, 거의 눈에 띄지 않도록 워터마크의 삽입이 가능하다.

또한, 참조 정보 이미지는 워터마크가 삽입되어 있는 정확한 위치와 변형 정도를 가늠하기 위한 잣대로서의 역할을 수행하며, 워터마크 검출 시에 1차적으로 검출을 시도하는 대상이 된다. 즉, 워터마크 검출 시 참조 정보 이미지의 검출이 선행되어야 메시지 정보 이미지의 검출이 가능하기 때문에 매우 중요한 정보이며, 가능한 강하게 삽입을 해주어야 워터마크 검출 성능을 향상시킬 수 있다. 그런데 참조 정보 이미지는 동일 서비스 도메인의 모든 단말에 동일하게 적용되는 이미지 이기 때문에 콘텐츠 인코딩 단계에서 HVS에 맞게 워터마크를 강하게 삽입할 수 있다.

반면에, 메시지 정보 이미지는 가입자 ID와 시각정보를 포함하여 인코딩된 정보로서, 단말 별로 고유한 정보이기 때문에 사용자 단말인 STB(300)에서 생성되어야 한다. 이와 같이 STB(300)에서 메시지 정보 이미지를 삽입할 때는 같은 프레임에 참조 정보 이미지와 메시지 정보 이미지가 동시에 삽입되지 않도록 정해진 규칙에 따라 상호 배타적으로 삽입이 되도록 관리되어야 하며, 이때, 참조 정보 이미지의 삽입 주기는 그 참조 정보 이미지의 워터마크 검출 성능이 높을 경우, 삽입 지속 시간을 짧게 하는 등 적절히 조절할 수 있어야 한다.

한편, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 콘텐츠에 워터마크를 삽입하는 워터마킹 방법의 동작 흐름도이다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 콘텐츠에 워터마크를 삽입하는 워터마킹 방법은, 먼저, 워터마크 헤드엔드 시스템이 워터마크 설정 값을 설정한다(S110). 이때, 상기 워터마크 설정 값은 상기 참조 정보 이미지의 삽입 주기 및 삽입 지속 시간을 포함하는 설정 값일 수 있다.

다음으로, 상기 워터마크 헤드엔드 시스템이 워터마크 공통 삽입 정보를 포함하는 참조 정보 이미지를 생성한다(S120). 여기서, 상기 참조 정보 이미지는 상기 비디오 콘텐츠의 기하학적 변형을 보정하여 워터마크 검출을 위한 기준을 제공하는 워터마크 공통 삽입 정보를 포함할 수 있다.

다음으로, 상기 생성된 참조 정보 이미지를 비디오 콘텐츠에 1차로 삽입한 다(S130).

다음으로, 사용자 단말, 예를 들면, STB 내에 구현된 워터마크 단말 시스템이 상기 참조 정보 이미지가 삽입된 비디오 콘텐츠를 수신한다(S140).

다음으로, 워터마크 단말 시스템이 상기 참조 정보 이미지 설정 값에 따라 워터마크 고유 삽입 정보를 포함하는 메시지 정보 이미지를 생성한다(S150). 여기서, 상기 메시지 정보 이미지는 단말 식별자이거나 가입자 식별자인 사용자 단말 별 고유정보 또는 콘텐츠 재생시작 시각이거나 채널전환 시각인 시각정보를 포함하는 워터마크 고유 삽입 정보일 수 있다.

다음으로, 상기 워터마크 단말 시스템이 알파 블렌딩 방식으로 상기 생성된 메시지 정보 이미지를 상기 수신된 비디오 콘텐츠에 2차로 삽입한다(S160). 이때, 메시지 정보 이미지는 참조 정보 이미지와 배타적으로 비디오 콘텐츠에 삽입될 수 있다.

다음으로, 콘텐츠 재생기, 예를 들면, IPTV가 상기 비디오 콘텐츠를 재생한다 (S170).

결국, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 워터마크 검출의 기준이 되는 동일 도메인에서의 중요 공통 삽입 정보를 포함하는 참조 정보 이미지를 인코딩 시에 인간 시각 시스템(HVS)에 맞게 강하게 삽입함으로써 검출성능을 향상시킬 수 있고, 또한, 사용자 단말 자원의 사용을 절약할 수 있다. 이에 따라, 모바일 단말과 같은 보다 적은 해상도의 캡쳐 영상에 대한 불법복제자 추적이 가능하게 된다.

본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨 터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 일반적인 IPTV 방송 서비스 시스템의 개략적인 구성도

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 워터마킹 장치를 구비한 IPTV 방송 서비스 시스템을 나타내는 도면

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 참조 정보 이미지 워터마킹 장치를 구비한 IPTV 방송 시스템의 구성도

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 메시지 정보 이미지 워터마킹 장치를 구비한 셋톱 박스(STB)의 구성도

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 콘텐츠에 워터마크를 삽입하는 워터마킹 장치의 구성도

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터마크 헤드엔드(H/E) 시스템의 세부 구성을 예시하는 도면

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터마크 단말 시스템의 세부 구성을 예시하는 도면

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 참조 정보 이미지의 워터마킹을 설명하기 위한 도면

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 메시지 정보 이미지의 워터마킹을 설명하기 위한 도면

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 2개의 메시지정보 이미지의 워터마킹을 설명하기 위한 도면

도 11a 및 도 11b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 알파 블렌딩 방식을 설명하기 위한 도면

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 콘텐츠에 워터마크를 삽입하는 워터마킹 방법의 동작 흐름도

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

100: 방송 사업자 200: IPTV 방송 시스템

300: 셋톱 박스(STB) 400: 콘텐츠 재생기(IPTV)

500: 불법복제물 600: 불법 유통 추적부

210: 베이스밴드 시스템 220: 압축 다중화 시스템

230: 수신제한 시스템(CAS) 240: 모니터링 시스템

250: 미디어 관리 시스템 260: 콘텐츠 인코더

270: 워터마크 헤드엔드(H/E) 시스템

310: 콘텐츠 수신부 320: 비디오 플레인

330: 코덱(CODEC) 340: 워터마크 단말 시스템

350: 그래픽스 플레인 360: 재생신호 변환부

271: 참조 정보 이미지 설정부

272: 참조 정보 이미지 생성부 273: 참조 정보 이미지 삽입부

341: 참조 정보 이미지 설정 값 수신부

342: 메시지 정보 이미지 생성부 343: 메시지 정보 이미지 삽입부

Claims (27)

1. 비디오 콘텐츠에 워터마크를 삽입하는 워터마킹 장치에 있어서,

   워터마크 공통 삽입 정보가 1차로 삽입된 비디오 콘텐츠를 워터마크 헤드엔드 시스템으로부터 수신하는 콘텐츠 수신부 및

   상기 수신한 비디오 콘텐츠에 워터마크 고유 삽입 정보를 2차로 삽입하는 메시지 정보 이미지 삽입부

   를 포함하고,

   상기 메시지 정보 이미지 삽입부는 상기 수신된 비디오 콘텐츠에 상기 워터마크 고유 삽입 정보를 삽입할 때, 상기 워터마크 고유 삽입 정보를 포함하는 메시지 정보 이미지를 알파 블렌딩(alpha blending) 방식으로 콘텐츠 재생 화면에 합성하는 것인 워터마킹 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 메시지 정보 이미지 삽입부는 알파 블렌딩 함수의 알파 값을 사용하여 상기 워터마크 고유 삽입 정보의 워터마크 삽입 강도를 조절하는 것인 워터마킹 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 워터마크 공통 삽입 정보는 참조 정보 이미지에 포함되어 상기 비디오 콘텐츠에 프레임 별로 삽입되며, 상기 참조 정보 이미지의 삽입 주기 및 삽입 지속 시간은 상기 워터마크 헤드엔드 시스템에서 설정되는 것인 워터마킹 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 워터마크 헤드엔드 시스템으로부터 참조 정보 이미지의 삽입 주기 및 삽입 지속 시간을 포함하는 설정 값을 수신하는 참조 정보 이미지 설정 값 수신부

   를 더 포함하며,

   상기 메시지 정보 이미지 삽입부는 상기 수신된 참조 정보 이미지 설정 값에 기초하여 상기 메시지 정보 이미지를 삽입하는 것인 워터마킹 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 워터마크 공통 삽입 정보는 상기 비디오 콘텐츠의 변형을 보정하고 워터마크를 검출하기 위한 동기화 정보인 것인 워터마킹 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 워터마크 공통 삽입 정보는 상기 워터마크 헤드엔드 시스템에서 인간 시각 시스템(Human Visual System: HVS) 모델을 워터마크 삽입 알고리즘으로 하여 상기 비디오 콘텐츠에 삽입되는 것인 워터마킹 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 워터마크 공통 삽입 정보는 상기 워터마크 헤드엔드 시스템에서 콘텐츠의 인코딩시 프레임 별 이미지 처리를 통해 픽셀 별로 참조 정보 이미지의 삽입 강도를 조절하여 삽입되는 것인 워터마킹 장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 워터마크 고유 삽입 정보는 사용자 단말 별 식별 정보 , 콘텐츠의 재생 시각 또는 채널 전환 시각을 포함하는 것인 워터마킹 장치.
9. 제 4 항에 있어서,

   상기 참조 정보 이미지 및 상기 메시지 정보 이미지는 서로 배타적으로 상기 비디오 콘텐츠에 각각 삽입되는 것인 워터마킹 장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 메시지 정보 이미지는 2 이상의 하부 메시지 정보 이미지를 포함하며, 상기 하부 메시지 정보 이미지는 사용자 단말 별 식별정보, 상기 콘텐츠의 재생 시각 또는 채널 전환 시각 정보 중 어느 하나 이상을 포함하는 것인 워터마킹 장치.
11. 제 4 항에 있어서,

    상기 참조 정보 이미지는 동일 서비스 도메인의 사용자 단말에서 공통적으로 사용되는 이미지로서, 상기 서비스 도메인의 식별자로 사용되는 것인 워터마킹 장치.
12. 제 1 항에 있어서,

    상기 워터마크 헤드엔드 시스템에서 사용되는 워터마크 알고리즘과 상기 워터마크 단말 시스템에서 사용되는 워터마크 알고리즘이 서로 상이한 것인 워터마킹 장치.
13. 비디오 콘텐츠에 워터마크를 삽입하는 워터마킹 방법에 있어서,

    워터마크 공통 삽입 정보를 포함하는 참조 정보 이미지가 삽입된 비디오 콘텐츠 및 워터마크 설정 값을 수신하는 단계,

    워터마크 고유 삽입 정보를 포함하는 메시지 정보 이미지를 생성하는 단계 및

    상기 설정 값에 기초하여, 상기 생성된 메시지 정보 이미지를 알파 블렌딩 방식으로 상기 수신된 비디오 콘텐츠에 삽입하는 단계

    를 포함하며,

    상기 참조 정보 이미지는 워터마크 헤드엔드 시스템에서 상기 비디오 콘텐츠에 먼저 삽입되는 것인 워터마킹 방법.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 메시지 정보 이미지를 삽입하는 단계는 알파 블렌딩 함수의 알파 값을 사용하여 상기 워터마크 고유 삽입 정보의 워터마크 삽입 강도를 조절하는 것인 워터마킹 방법.
15. 제 13 항에 있어서,

    상기 워터마크 설정 값은 상기 참조 정보 이미지의 삽입 주기 및 삽입 지속 시간을 포함하는 것인 워터마킹 방법.
16. 제 13 항에 있어서,

    상기 워터마크 공통 삽입 정보는 참조 정보 이미지에 포함되어 워터마크 헤드엔드 시스템에서 상기 비디오 콘텐츠에 프레임 별로 삽입되는 것인 워터마킹 방법.
17. 제 13 항에 있어서,

    상기 워터마크 공통 삽입 정보는 상기 비디오 콘텐츠의 변형을 보정하고 워터마크를 검출하기 위한 동기화 정보인 것인 워터마킹 방법.
18. 제 13 항에 있어서,

    상기 워터마크 공통 삽입 정보는 상기 워터마크 헤드엔드 시스템에서 콘텐츠의 인코딩시 프레임 별 이미지 처리를 통해 픽셀 별로 상기 참조 정보 이미지의 삽입 강도를 조절하여 삽입되는 것인 워터마킹 방법.
19. 제 13 항에 있어서,

    상기 워터마크 고유 삽입 정보는 사용자 단말 별 식별 정보 , 콘텐츠의 재생 시각 또는 채널 전환 시각을 포함하는 것인 워터마킹 방법.
20. 제 13 항에 있어서,

    상기 메시지 정보 이미지를 상기 수신된 비디오 콘텐츠에 삽입하는 단계는 상기 메시지 정보 이미지를 상기 참조 정보 이미지와 배타적으로 상기 비디오 콘텐츠에 삽입하는 것인 워터마킹 방법.
21. 제 20 항에 있어서,

    상기 메시지 정보 이미지는 2 이상의 하부 메시지 정보 이미지를 포함하며, 상기 하부 메시지 정보 이미지는 사용자 단말 별 식별정보, 상기 콘텐츠의 재생 시각 또는 채널 전환 시각 정보 중 어느 하나 이상을 포함하는 것인 워터마킹 방법.
22. 비디오 콘텐츠에 워터마크를 삽입하는 워터마킹 장치에 있어서,

    워터마크 공통 삽입 정보를 상기 비디오 콘텐츠에 1차로 삽입하는 참조 정보 이미지 삽입부,

    상기 워터마크 공통 삽입 정보가 삽입된 비디오 콘텐츠에 워터마크 고유 삽입 정보를 2차로 삽입하는 메시지 정보 이미지 삽입부

    를 포함하고,

    상기 참조 정보 이미지 삽입부는 상기 비디오 콘텐츠에 상기 워터마크 공통 삽입 정보를 삽입할 때, 알파 블렌딩(alpha blending) 방식으로 콘텐츠 재생 화면에 합성하고,

    상기 메시지 정보 이미지 삽입부는 상기 워터마크 공통 삽입 정보가 삽입된 비디오 콘텐츠에 상기 워터마크 고유 삽입 정보를 삽입할 때, 알파 블렌딩(alpha blending) 방식으로 콘텐츠 재생 화면에 합성하는 것인 워터마킹 장치.
23. 제 22 항에 있어서,

    상기 메시지 정보 이미지 삽입부는 알파 블렌딩 함수의 알파 값을 사용하여 상기 워터마크 고유 삽입 정보의 워터마크 삽입 강도를 조절하는 것인 워터마킹 장치.
24. 제 22 항에 있어서,

    상기 참조 정보 이미지 삽입부는 상기 워터마크 공통 삽입 정보를 참조 정보 이미지에 포함하여 상기 비디오 콘텐츠에 프레임 별로 삽입하는 것인 워터마킹 장치.
25. 제 22 항에 있어서,

    상기 참조 정보 이미지의 삽입 주기 및 삽입 지속 시간을 설정하는 참조 정보 이미지 설정부

    를 더 포함하며,

    상기 메시지 정보 이미지 삽입부는 상기 참조 정보 이미지 설정부에 의하여 설정된 참조 정보 이미지 설정 값에 기초하여 상기 메시지 정보 이미지를 상기 참조 정보 이미지와 배타적으로 삽입하는 것인 워터마킹 장치.
26. 제 25 항에 있어서,

    상기 메시지 정보 이미지는 2 이상의 하부 메시지 정보 이미지를 포함하며, 상기 하부 메시지 정보 이미지는 사용자 단말 별 식별정보, 상기 콘텐츠의 재생 시각 또는 채널 전환 시각 정보 중 어느 하나 이상을 포함하는 것인 워터마킹 장치.
27. 제 22 항에 있어서,

    상기 참조 정보 이미지는 동일 서비스 도메인의 사용자 단말에서 공통적으로 사용되는 이미지로서, 상기 서비스 도메인의 식별자로 사용되는 것인 워터마킹 장 치.

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