KR20010016866A - Watermark inserting and dectacting method for protecting the copyright of digital image - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for inserting and detecting a watermark for protecting CONSTITUTION: A watermark which is a pseudo-random number is generated. According to a watermarking region(space or frequency region), an original image or converted image is scanned to generate an one-dimensional signal. The signals are classified by magnitude to reduce distribution. In addition, in order to insert the watermarks into the classified signals, the watermarks are classified by order. Thereafter, direct current elements of the classified signals of each class are removed. The watermarked signals are obtained from the classified signals and watermarks. When the watermarking region is a frequency region, inverse scanning and transforming processes are performed. When the watermarking region is a space region, the inverse scanning process is performed. Thus, a watermarked image is formed. A test image is converted into the watermark-inserted region, and the converted signal is scanned to an one-dimensional signal. The test image is classified into classes by using the information from the original image. A detection response is obtained from the classified signals and watermarks. Then, existence or absence of the watermark is confirmed by comparing the detection response with a threshold value.

Description

디지탈 영상의 저작권을 보호하기 위한 워터마크 삽입 및 검출 방법{WATERMARK INSERTING AND DECTACTING METHOD FOR PROTECTING THE COPYRIGHT OF DIGITAL IMAGE}Watermark insertion and detection method to protect copyright of digital image {WATERMARK INSERTING AND DECTACTING METHOD FOR PROTECTING THE COPYRIGHT OF DIGITAL IMAGE}

본 발명은 디지털 영상의 저작권을 확인하기 위한 워터마킹 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a watermarking technique for confirming the copyright of a digital image.

디지털 영상의 정보보호를 위해서는 기존의 공개키 암호화 알고리즘을 이용하여 주어진 영상데이터를 암호화하여 전송함으로써 허가된 사용자만이 영상데이터를 사용할 수 있도록 하였다. 하지만 인터넷 같은 네트워크 환경에서 어느 특정 이용자를 전제로 정보를 제공하는 것은 무의미하고, 암호화함으로써 영상데이터의 크기가 커지는 문제점이 있다. 그래서 영상 데이터에 대한 소유권 및 저작권을 효율적으로 보호하는 방법으로 워터마킹(watermarking) 기술이 제안되었다. 워터마킹이란 네트워크 상에 존재하는 모든 이용자들이 누구나 자유롭게 정보를 이용할 수 있도록 하면서 정보 제공자가 차후 정보이용에 대한 권리를 주장할 수 있도록 하는 방법이다. 디지털 워터마킹은 영상의 시각적인 특성을 이용하여 영상에 직접 임의의 변화를 주고, 저작권의 확인이 필요할 때는 워터마크를 검출함으로써 영상의 저작권 또는 소유권을 주장할 수 있는 근거를 마련할 수 있도록 하였다.In order to protect the digital video information, only the authorized user can use the video data by encrypting and transmitting the given video data using the existing public key encryption algorithm. However, in a network environment such as the Internet, providing information on the premise of a specific user is meaningless, and there is a problem in that the size of image data increases by encryption. Thus, a watermarking technique has been proposed as a method of efficiently protecting ownership and copyright of image data. Watermarking is a method that allows all users on the network to freely use the information, while allowing the information provider to claim the right to use the information later. Digital watermarking makes an arbitrary change directly on the image by using the visual characteristics of the image, and provides a basis for claiming the copyright or ownership of the image by detecting the watermark when the copyright is required.

현재 진행되고 있는 워터마킹에 대한 연구는 크게 두가지로 나뉘어진다. 영상의 픽셀 값을 직접적으로 변화시키는 공간영역(spatial domain)에서의 워터마킹 방법과 영상의 주파수 계수 값들을 변화시키는 주파수 영역(frequency domain)에서의 워터마킹 방법이 있다.Current research on watermarking is divided into two categories. There is a watermarking method in a spatial domain that directly changes pixel values of an image and a watermarking method in a frequency domain that changes frequency coefficient values of an image.

종래의 워터마킹 기술에 따르면, 도 1 에 도시된 상관기(correlator)가 워터마크와 워터마크 존재 유무를 테스트할 영상사이의 상관성을 구한 뒤, 이를 문턱값과 비교하는 과정으로 워터마크를 검출하게 된다. 그러나 워터마크와 워터마킹할 원영상사이의 상관성이 무시할 수 없을 정도로 큰 값이 될 수 있기 때문에 워터마크 검출시 검출 오류가 발생하게 되는 문제점이 있다.According to the conventional watermarking technology, the correlator illustrated in FIG. 1 obtains a correlation between a watermark and an image to be tested for the presence or absence of a watermark, and then detects the watermark by comparing it with a threshold value. . However, since the correlation between the watermark and the original image to be watermarked can be so large that it can not be ignored, there is a problem that a detection error occurs when the watermark is detected.

상술한 바와 같이, 종래의 워터마킹 기술에 따르면, 워터마크와 워터마킹할 원영상사이의 상관성이 큰 값이 될 수 있기 때문에 워터마크 검출 오류가 발생할 수 있다. 따라서 워터마크가 존재하지만 검출기가 워터마크를 검출하지 못하는 확률(false negative 확률) 및 워터마크가 존재하지 않지만 검출기가 존재하는 것으로 판단하는 확률(false positive 확률)을 최소화하는 것이 필요하다. 따라서 본 발명에서는 상술한 두 확률을 최소화할 수 있도록 워터마킹할 원영상의 평균을 제거 하고 워터마킹할 원영상의 분산을 최소화함으로써 워터마크 검출 오류를 최소화 하는 것을 목적으로 한다.As described above, according to the conventional watermarking technology, a watermark detection error may occur because the correlation between the watermark and the original image to be watermarked can be a large value. Therefore, it is necessary to minimize the probability that the watermark exists but the detector does not detect the watermark (false negative probability) and the probability that the watermark does not exist but the detector exists (false positive probability). Accordingly, an object of the present invention is to minimize the watermark detection error by removing the average of the original image to be watermarked and minimizing the dispersion of the original image to be watermarked so as to minimize the above two probabilities.

도1은 본 발명이 적용되는 워터마크 검출 상관기의 구성도.1 is a block diagram of a watermark detection correlator to which the present invention is applied;

도2는 본 발명에 따른 워터마크할 신호의 분산을 최소화하기위해 워터마크 할 신호를 클래스로 나눈 실시예의 도해도.2 is a diagram of an embodiment of dividing a signal to be watermarked into classes in order to minimize dispersion of the signal to be watermarked according to the present invention;

도3은 본 발명에 따른 워터마크 검출 신뢰도 향상을 위한 워터마크 삽입 도해도.3 is a watermark embedding diagram for improving watermark detection reliability according to the present invention.

도4는 본 발명에 따른 워터마크 검출 신뢰도 향상을 위한 워터마크 검출 도해도.4 is a watermark detection diagram for improving watermark detection reliability according to the present invention.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 워터마킹 기술에 따르면 워터마킹할 원영상의 평균을 제거하고, 워터마킹할 신호의 분산을 최소화하도록 워터마크를 삽입 및 검출한다. 확률과정론 이론에 의하여, 워터마크와 워터마크 존재 유무를 테스트할 영상사이의 상관성 분포 및 워터마크와 워터마킹할 영상사이의 상관성 분포의 분석 결과로 부터 문턱값이 0.5인 경우를 살펴보면, 워터마크가 존재하지만 검출기가 워터마크를 검출하지 못하는 확률(false negative 확률: P-) 및 워터마크가 존재하지 않지만 검출기가 존재하는 것으로 판단하는 확률(false positive 확률: P+) 은 수학식1처럼 주어진다.According to the watermarking technique of the present invention for achieving the above object, it removes the average of the original image to be watermarked, and inserts and detects the watermark to minimize the dispersion of the signal to be watermarked. According to stochastic process theory, when the threshold value is 0.5 from the analysis result of the correlation distribution between the watermark and the image to be tested for watermark and the watermark and the image to be watermarked, the watermark is A probability that exists but does not detect the watermark (false negative probability: P-) and the probability that there is no watermark but the detector is present (false positive probability: P +) is given as in Equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

여기서은 각각 워터마킹할 신호 의기대값 및 분산을 나타내고, Ew는 워터마크 w(i)의 에너지, 즉을 나타낸다. 따라서 식 (1)로부터 검출오류를 최소화하기 위해서는 Ew이 가능한 크고이 가능한 작게 해야 한다. 본 발명은 첫째,을 제거하고 둘째,의 크기를 작도록 한다.here And Are each of the signals to be watermarked. Expected value and variance, where E w is the energy of the watermark w (i), i.e. Indicates. Therefore, to minimize the detection error from Eq. (1), E w is as large as possible. This should be as small as possible. The present invention firstly, And secondly, Make the size smaller.

본 발명에서는을 제거하기 위해 워터마크 신호의 직류성분을 0으로 한다. 즉 수학식2처럼 되도록 한다.In the present invention Watermark signal to remove Let the DC component of be 0. That is, it becomes like Equation 2.

[수학식 2][Equation 2]

여기서 N은 워터마크를 삽입 및 검출하는 신호 단위이다. 그리고 워터마킹할 신호의 크기에 따라 여러 개의 클래스(Class)로 나눔으로서 워터마킹할 신호의 분산를 줄이는 것이 가능하다. 즉, 각각의 i에 대해의 크기가 비슷한 것들끼리 같은 클래스를 가지도록 분류된다. 이것은 그 클래스에 속한 신호들의 분산이 작음을 의미한다. 이러한 분류 작업후, 각 클래스에 속한 신호의 직류 성분은 첫 번째 방법(워터마크 신호의 직류성분을 0으로 하는 방법)에 의해 제거한다. 클래스의 총 수를 M, x(i)의 최대값과 최소값을 각각이라고 하자. 그 때, 클래스 분류 과정은 양자화 과정(qunatization)과 매우 유사한 과정으로 수학식3에 의해 수행된다.Where N is a signal unit for embedding and detecting a watermark. And the signal to watermark To Distribution of signal to watermark by dividing into several classes according to the size of It is possible to reduce the That is, for each i Is Things of similar size are classified to have the same class. This means that the variance of the signals belonging to that class is small. After this sorting operation, the DC component of the signal belonging to each class is removed by the first method (the method of setting the DC component of the watermark signal to 0). The total number of classes is M, the maximum and minimum values of x (i) Wow Let's say. At that time, the class classification process is performed by Equation 3 in a process very similar to the quantization process.

[수학식 3][Equation 3]

여기서 [·]는 부동소수점의 값(floating point vallue)을 정수 값으로 버림(truncation)함을 의미한다.가 양자화 간격(step size) △=으로 [1, M] 범위의 정수로 양자화 된다고 생각할 수 있다. 어떤 신호를 위의 과정에 의해 분류되는 하나의 예가 도2이다. 클래스 k에 속한 신호들의 집합을 식 (4)와 같이 정의한다.Here [·] means truncation of the floating point value to an integer value. Is the quantization step Δ = Can be considered to be quantized to an integer in the range [1, M]. One example where a signal is classified by the above process is shown in FIG. The set of signals belonging to class k is defined as in Equation (4).

[수학식 4][Equation 4]

따라서 본 발명에서는 워터마크 신호의 검출 오류를 최소화하기 위하여 첫째, 워터마킹할 신호의 평균을 제거하고 둘째, 워터마킹할 신호의 분산의 크기를 작도록 한다. 이를 위한 워터마크 삽입과정은, 워터마크를 발생하는 단계와; 워터마크가 삽입되는 영역에 따라 워터마크를 삽입할 원영상(2차원임) 또는 주파수 영역으로 변환된 영상(2차원임)을 일차원 신호로 변환(스캔)하는 단계와; 1차원으로 변환된 신호의 분산을 최소화하기위해 클래스로 분류하는 단계와; 워터마크 신호를 순차적으로 클래스로 나누는 단계와; 각 클래스의 워터마크 신호의 직류성분을 제거하는 단계와; 워터마크 신호를 삽입하는 단계와; 워터마크가 삽입된 영역이 주파수 영역이라면 신호를 공간영역의 신호로 역변환하고 역스캔과정을 거치는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Therefore, in the present invention, in order to minimize the detection error of the watermark signal, firstly, the average of the signals to be watermarked And secondly, the dispersion of the signal to be watermarked. Make the size smaller. Watermark embedding process for this step, generating a watermark; Converting (scanning) an original image (two-dimensional) or an image (two-dimensional) converted into a frequency domain into a one-dimensional signal according to an area where the watermark is inserted; Classifying into classes to minimize variance of the signal transformed in one dimension; Dividing the watermark signal into classes sequentially; Removing the direct current component of each class of watermark signal; Embedding a watermark signal; If the area where the watermark is inserted is a frequency domain, converting the signal into a signal of the spatial domain and performing an inverse scan process.

또한, 본 발명은 디지털 영상의 저작권을 보호하기 위한 워터마크 검출방법에서,In addition, in the watermark detection method for protecting the copyright of the digital image,

테스트 영상을 워터마크가 삽입된 영역(주파수 영역 또는 공간영역)으로 변환하고, 변환된 신호를 스캔하여 일차원 신호로 만드는 단계와; 워터마킹 되는 원영상으로부터 클래스로 분류된 정보를 이용하여 테스트 영상을 클래스로 분류하는 단계와; 상기 분류된 신호와 워터마크 삽입과정에서 사용된 직류성분이 제거된 워터마크로부터 검출응답을 구하는 단계와; 상기 검출응답을 문턱값과 비교함으로써 워터마크 존재유무를 판단하는 단계 를 포함하는 것을 특징으로 한다.Converting the test image into a watermark-embedded region (frequency domain or spatial domain) and scanning the converted signal into a one-dimensional signal; Classifying the test image into classes using information classified into classes from the original images to be watermarked; Obtaining a detection response from the classified signal and the watermark from which the DC component used in the watermark embedding process is removed; And determining the presence or absence of a watermark by comparing the detection response with a threshold value.

또한, 본 발명은 디지탈 영상의 저작권을 보호하기 위한 워터마크 삽입 및 검출방법에서In addition, the present invention provides a watermark embedding and detection method for protecting copyright of a digital image.

슈도난수(pseudo-random number)인 워터마크를 발생하는 단계와; 워터마킹되는 영역(공간영역 또는 주파수영역)에 따라 원영상 또는 주파수 영역으로 변환된 영상을 스캔하여 일차원 신호를 만드는 단계와; 상기 워터마킹되는 신호의 분산을 줄이기 위해 워터마킹되는 신호를 비슷한 크기를 갖는 클래스로 분류하는 단계와; 상기 분류되고 워터마킹 되는 신호에 워터마크를 삽입하기 위하여 워터마크 신호를 순서대로 분류하는 단계와; 상기 각 클래스의 워터마크 신호의 직류성분을 제거하는 단계와; 상기 분류되고 워터마킹되는 신호와 워터마크로부터 워터마킹된 신호를 얻는 단계와; 상기 워터마킹된 영역이 주파수 영역이라면 역스캔과정 및 역변환과정을 거치고, 워터마킹된 영역이 공간영역이라면 역스캔과정을 거쳐 워터마킹된 영상을 만드는 단계를 포함하여 워터마크를 삽입하며, 테스트 영상을 워터마크가 삽입된 영역(주파수 영역 또는 공간영역)으로 변환하고, 변환된 신호를 스캔하여 일차원 신호로 만드는 단계와; 워터마킹 되는 원영상으로부터 클래스로 분류된 정보를 이용하여 테스트 영상을 클래스로 분류하는 단계와; 상기 분류된 신호와 워터마킹 삽입과정에서 사용된 직류성분이 제거된 워터마크로부터 검출응답을 구하는 단계와; 상기 검출응답을 문턱값과 비교함으로써 워터마크 존재유무를 판단하는 단계를 포함하여 워터마크를 검출하는 것을 특징으로 한다.Generating a watermark that is a pseudo-random number; Generating a one-dimensional signal by scanning an image converted into an original image or a frequency region according to a watermarked region (spatial region or frequency region); Classifying a watermarked signal into a class having a similar size to reduce dispersion of the watermarked signal; Classifying watermark signals in order to insert watermarks into the classified and watermarked signals; Removing direct current components of the watermark signals of each class; Obtaining a watermarked signal from the classified and watermarked signal and a watermark; If the watermarked region is a frequency domain, a reverse scan process and an inverse transform process are performed. If the watermarked region is a spatial domain, a watermark is inserted. Converting the watermark into a region (frequency region or spatial region) embedded therein, and scanning the converted signal into a one-dimensional signal; Classifying the test image into classes using information classified into classes from the original images to be watermarked; Obtaining a detection response from the classified signal and the watermark from which the DC component used in the watermarking insertion process is removed; And determining the presence or absence of a watermark by comparing the detection response with a threshold.

이하, 본 발명의 구성과 처리과정을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the configuration and processing of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2 는 본 발명에 따른 워터마킹할 신호의 분산을 최소화하기 위해 워터마킹할 신호로 클래스로 나눈 실시예이다.2 is an embodiment divided into classes by a signal to be watermarked in order to minimize dispersion of a signal to be watermarked according to the present invention.

도 3 은 본 발명에 따른 워터마크를 삽입할 신호의 평균제곱을 제거하고 분산의 크기를 작도록 하기위한 워터마크 삽입방식의 전체 구성을 나타낸 도해도이다.3 is a mean square of a signal to insert a watermark according to the present invention; Remove and disperse Is a diagram showing the overall configuration of a watermark embedding method for reducing the size of a.

먼저 길이 N인 슈도난수(pseudo-random number)의 워터마크 신호를 미리 주어진 분산에 맞추어 발생시킨다(301). 이러한 워터마크 신호의 발생은 난수발생기와 비밀키로부터 발생된다. 워터마크 삽입은 공간영역(밝기 및 컬러 값을 나타내는 영상)에 직접 삽입하는 방법과 영상을 주파수 영역으로 변환한 뒤 주파수 영역에 삽입하는 방법이 있는데 본 발명은 어떠한 경우에도 적용될 수 있다. 워트마크가 삽입되는 영역(공간영역 또는 주파수영역)에 따라 원영상 또는 주파수 영역으로 변환된 영상으로부터 2차원 신호를 일차원으로 변환한(스캔한) 신호를 얻는다(302). 주파수 영역에서 워터마크를 삽입할 경우 주파수 변환은 이산여현변환(DCT), 이산퓨리에변환(DFT), 이산웨이브릿변환(DWT)등이 될 수 있다. 그런다음, 워터마킹되는 신호의 분산을 최소화하기 위하여 수학식3에 따라를 상응하는 클래스로 분류한다. 여기서 클래스 개수 M은 사용자에 의해 결정된다. 그때, 클래스로 분류된 신호를 얻는다(303). 그리고 발생된 워터마크 w(i)를 클래스로 분류된 워터마킹될 신호에 삽입하기 위하여 순서대로 분리함으로써 분류된 워터마크 신호를 얻는다(304). 워터마크 신호를 분류하는 방법은 길이 N인 워터마크 신호를 각 클래스의 개수 Nk만큼 순서대로로 할당해 나간다. 이때이다. 워터마킹될 신호의 기대값을 0로 하기위해 수학식2에 따라,k=1,2,...M의 직류 성분을 제거한다(305). 그 때 직류 성분이 제거된라고 하자. 그런다음, 분류된 신호와 직류성분이 제거된 워터마크 신호로부터 워터마크를 삽입한다(306). 삽입 방법은 크래스 단위로 이루어 지는데 식 (5)와 같다.First, watermark signal of pseudo-random number of length N Is generated according to a given variance (301). The generation of this watermark signal is generated from the random number generator and the secret key. Watermark embedding includes a method of directly inserting into a spatial domain (an image representing brightness and color values) and a method of converting an image into a frequency domain and inserting the image into a frequency domain. The present invention can be applied to any case. A signal obtained by converting a two-dimensional signal into one-dimensional (scanned) image from the original image or the image converted into the frequency domain according to the region (spatial region or frequency region) where the watermark is inserted. (302). When the watermark is inserted in the frequency domain, the frequency transform may be a discrete cosine transform (DCT), a discrete Fourier transform (DFT), a discrete wavelet transform (DWT), or the like. Then, in order to minimize dispersion of the watermarked signal, Classify into the corresponding class. The class number M is determined by the user. Then the signals classified into classes (303). And a signal to be watermarked classified into the generated watermark w (i) as a class. Watermark signals classified by separating them in order to be inserted into the (304). Method of classifying a watermark signal is out allocate a watermark signal having a length of N in order as many as the number N k of each class. At this time to be. In order to zero the expected value of the signal to be watermarked, The direct current component of, k = 1,2, ... M is removed (305). Then the DC component has been removed To Let's say Then, a watermark is inserted from the classified signal and the watermark signal from which the DC component is removed (306). The insertion method is made of class units, as shown in Equation (5).

[수학식 5][Equation 5]

여기서는 워트마크의 에너지를 조절하기 위한 계수이다. 워크마크된 신호 y(j)는 클래스 단위의 워터마크된 신호 yk(i) 의 합으로부터 얻는다. 즉,마지막으로 워트마크가 삽입된 영역이 주파수 영역이라면 역스캐닝(inverse scanning)과 역변환(inverse transformation)을 y(j)에 대해 수행함으로써 공간영역에서 워트마킹된 영상 J(i,j)를 얻는다(307). 즉 워터마크가 삽입된 영상을 얻는다. 만일 워터마크가 삽입된 영역이 공간영역이라면 주파수 역변환은 필요치 아니하고 역스캔과정만을 통하여 워터마크가 삽입된 영상 J(i,j)를 얻는다.here Is a coefficient for adjusting the energy of the watermark. The walkmarked signal y (j) is obtained from the sum of the watermarked signals y k (i) in units of classes. In other words, Finally, if the region into which the watermark is inserted is the frequency domain, inverse scanning and inverse transformation are performed on y (j) to obtain a watermarked image J (i, j) in the spatial domain (307). ). In other words, a watermarked image is obtained. If the area in which the watermark is inserted is a spatial area, the frequency inverse transform is not necessary, and an image J (i, j) in which the watermark is inserted is obtained only through inverse scanning.

도4는 도3에 따라 삽입된 워터마크를 검출하는 구성을 나타낸 도해도이다.4 is a diagram showing a configuration of detecting an inserted watermark according to FIG.

본 발명에 따라 워터마크를 검출하는 과정은, 워터마크 존재유무를 데스트할 영상을 워터마크 삽입영역으로 변환하고 이차원 신호를 일차원 신호로 변환(스캔)하는 단계; 워터마크 삽입시 사용된 원영상을 사용하여 워터마크 존재 유무를 테스트할 신호를 클래스로 분류하는 단계; 분류된 신호와 직류성분이 제거된 워터마크 신호를 이용하여 검출응답을 구하는 단계; 검출응답으로부터 워터마크 존재유무를 판정하는 단계를 포함하여 이루어진다.According to the present invention, the process of detecting a watermark may include converting an image to be tested for watermark presence into a watermark insertion region and converting (scanning) a two-dimensional signal into a one-dimensional signal; Classifying a signal to be tested for the presence of a watermark into a class using the original image used to insert the watermark; Obtaining a detection response using the classified signal and the watermark signal from which the DC component is removed; And determining the presence or absence of a watermark from the detection response.

워터마크 삽입 영역이 주파수 영역이면 사용된 주파수 변환방식에 따라 워터마크의 존재 유무를 테스트할 영상을 주파수 영역으로 변환하고 이 변환된 영상을 스캐닝함으로써 2차원 신호를 일차원 신호로 변환한다(401). 만일 워터마크 삽입 영역이 공간영역이라면 주파수 변환은 하지 않고 단지 테스트 영상을 일차원 신호로 스캐닝만을 수행한다. 원영상으로부터 식 (3)에 따라 클래스 분류에 대한 정보를 얻어 일차원으로 스캔된 테스트 신호를 클래스로 분류한다(402). 즉에 대한 클래스 분류 정보로부터로 분류한다. 클래스로 분류된 테스트 신호와 분류된 워트마크 신호를 이용하여 검출응답을 얻는다(403). 여기서 분류되고 직류성분이 제거된 워트마크 신호는 워터마크 삽입시 사용된 것과 동일한 것을 사용해야 한다. 이것은 워터마크 삽입과정에서 사용된 것과 동일한 난수발생기 (random number generator)와 동일한 비밀키를 워터마크 검출과정에도 가지고 있다면 동일만 워커마크 신호를 발생할 수 있다. 마지막으로 워트마크가 존재하는지를 문턱값과 비교한다(404). 검출응답 z가 문턱값보다 크면 워터마크가 존재하는 것으로 판단하고, 그렇지 않으면 테스트 영상에 워터마크가 없는 것으로 판단한다.If the watermark embedding area is the frequency domain, the 2D signal is converted into the one-dimensional signal by converting the image to be tested to the frequency domain and scanning the converted image according to the frequency conversion method used. (401). If the watermark embedding area is a spatial area, only the test image is scanned as a one-dimensional signal without performing frequency conversion. Test signal scanned in one dimension by obtaining information on class classification according to equation (3) from original image Classify as a class (402). In other words From class classification information for To Classify as Test signals classified into classes And classified watermark signals Response detected using (403). Watermark signal classified here with DC component removed Should use the same one used for embedding the watermark. This can generate a worker mark signal if the same random number generator and the same secret key as used in the watermark insertion process are also included in the watermark detection process. Finally, the watermark is compared with a threshold (404). If the detection response z is larger than the threshold value, it is determined that there is a watermark, otherwise it is determined that there is no watermark in the test image.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은, 원영상과 워터마크 사이의 상관성이 워터마크 검출기의 성능에 미치는 영향을 최소화함으로써 워터마크 검출시 워터마크 검출오류를 최소화하여 검출의 신뢰도를 향상시키는 효과가 있다.The present invention made as described above has the effect of minimizing the influence of the correlation between the original image and the watermark on the performance of the watermark detector, thereby minimizing the watermark detection error during watermark detection, thereby improving the reliability of the detection.

Claims (7)

디지털 영상의 저작권을 보호하기 위한 워터마크 삽입방법에서,In the watermark embedding method for protecting the copyright of the digital image, (1) 슈도난수(pseudo-random number)인 워터마크를 발생하는 단계와;(1) generating a watermark that is a pseudo-random number; (2) 워터마킹되는 영역(공간영역 또는 주파수영역)에 따라 원영상 또는 주파수 영역으로 변환된 영상을 스캔하여 일차원 신호를 만드는 단계와;(2) scanning the image converted into the original image or the frequency domain according to the watermarked region (spatial region or frequency region) to generate a one-dimensional signal; (3) 상기 워터마킹되는 신호의 분산을 줄이기 위해 워터마킹되는 신호를 비슷한 크기를 갖는 클래스로 분류하는 단계와;(3) classifying the watermarked signals into classes of similar magnitude to reduce dispersion of the watermarked signals; (4) 상기 분류되고 워터마킹 되는 신호에 워터마크를 삽입하기 위하여 워터마크 신호를 순서대로 분류하는 단계와;(4) classifying watermark signals in order to insert watermarks into the classified and watermarked signals; (5) 상기 각 클래스의 워터마크 신호의 직류성분을 제거하는 단계와;(5) removing direct current components of the watermark signals of each class; (6) 상기 분류되고 워터마킹되는 신호와 워터마크로부터 워터마킹된 신호를 얻는 단계와;(6) obtaining a watermarked signal from the classified and watermarked signal and a watermark; (7) 상기 워터마킹된 영역이 주파수 영역이라면 역스캔과정 및 역변환과정을 거치고, 워터마킹된 영역이 공간영역이라면 역스캔과정을 거쳐 워터마킹된 영상을 만드는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마크 삽입 방법.(7) if the watermarked region is a frequency domain, undergoing an inverse scan process and an inverse transform process; and if the watermarked region is a spatial region, creating a watermarked image through an inverse scan process; Insert method. 디지털 영상의 저작권을 보호하기 위한 워터마크 검출방법에서,In the watermark detection method for protecting the copyright of the digital image, (1) 테스트 영상을 워터마크가 삽입된 영역(주파수 영역 또는 공간영역)으로 변환하고, 변환된 신호를 스캔하여 일차원 신호로 만드는 단계와;(1) converting the test image into a watermark-embedded region (frequency domain or spatial domain), and scanning the converted signal into a one-dimensional signal; (2) 워터마킹 되는 원영상으로부터 클래스로 분류된 정보를 이용하여 테스트 영상을 클래스로 분류하는 단계와;(2) classifying the test image into classes using information classified into classes from the original images to be watermarked; (3) 상기 분류된 신호와 워터마킹 삽입과정에서 사용된 직류성분이 제거된 워터마크로부터 검출응답을 구하는 단계와;(3) obtaining a detection response from the classified signal and the watermark from which the DC component used in the watermarking insertion process is removed; (4) 상기 검출응답을 문턱값과 비교함으로써 워터마크 존재유무를 판단하는 단계 를 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마크 검출 방법.(4) determining the presence or absence of a watermark by comparing the detection response with a threshold. 디지탈 영상의 저작권을 보호하기 위한 워터마크 삽입 및 검출방법에서,In the watermark embedding and detection method for protecting the copyright of the digital image, (1) 슈도난수(pseudo-random number)인 워터마크를 발생하는 단계와;(1) generating a watermark that is a pseudo-random number; (2) 워터마킹되는 영역(공간영역 또는 주파수영역)에 따라 원영상 또는 주파수 영역으로 변환된 영상을 스캔하여 일차원 신호를 만드는 단계와;(2) scanning the image converted into the original image or the frequency domain according to the watermarked region (spatial region or frequency region) to generate a one-dimensional signal; (3) 상기 워터마킹되는 신호의 분산을 줄이기 위해 워터마킹되는 신호를 비슷한 크기를 갖는 클래스로 분류하는 단계와;(3) classifying the watermarked signals into classes of similar magnitude to reduce dispersion of the watermarked signals; (4) 상기 분류되고 워터마킹 되는 신호에 워터마크를 삽입하기 위하여 워터마크 신호를 순서대로 분류하는 단계와;(4) classifying watermark signals in order to insert watermarks into the classified and watermarked signals; (5) 상기 각 클래스의 워터마크 신호의 직류성분을 제거하는 단계와;(5) removing direct current components of the watermark signals of each class; (6) 상기 분류되고 워터마킹되는 신호와 워터마크로부터 워터마킹된 신호를(얻는 단계와;(6) (obtaining a watermarked signal from the classified and watermarked signal and a watermark; (7) 상기 워터마킹된 영역이 주파수 영역이라면 역스캔과정 및 역변환과정을 거치고, 워터마킹된 영역이 공간영역이라면 역스캔과정을 거쳐 워터마킹된 영상을 만드는 단계를 포함하여 워터마크를 삽입하며,(7) if the watermarked region is a frequency domain, undergoes an inverse scan process and an inverse transform process; and if the watermarked region is a spatial region, creating a watermarked image through an inverse scan process, and inserting a watermark, (8) 테스트 영상을 워터마크가 삽입된 영역(주파수 영역 또는 공간영역)으로 변환하고, 변환된 신호를 스캔하여 일차원 신호로 만드는 단계와;(8) converting the test image into a watermark-embedded region (frequency domain or spatial domain), and scanning the converted signal into a one-dimensional signal; (9) 워터마킹 되는 원영상으로부터 클래스로 분류된 정보를 이용하여 테스트 영상을 클래스로 분류하는 단계와;(9) classifying the test image into classes using information classified into classes from the original images to be watermarked; (10) 상기 분류된 신호와 워터마킹 삽입과정에서 사용된 직류성분이 제거된 워터마크로부터 검출응답을 구하는 단계와;(10) obtaining a detection response from the classified signal and the watermark from which the DC component used in the watermarking insertion process is removed; (11) 상기 검출응답을 문턱값과 비교함으로써 워터마크 존재유무를 판단하는 단계 를 포함하여, 워터마크를 검출하는 것을 특징으로 하는 워터마크 삽입 및 검출방법.(11) A watermark embedding and detection method comprising the step of determining the presence or absence of a watermark by comparing the detection response with a threshold value. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 워터마크가 존재하지만 상기 워터마크를 검출하지 못하는 확률(P-) 및 워터마크가 존재하지 않지만 존재하는 것으로 판단되는 확률(P+)은 다음의 검출오류식으로 나타내며,The probability (P−) that the watermark exists but does not detect the watermark and the probability (P +) that the watermark does not exist but are determined to exist are represented by the following detection error equation, 인 것을 특징으로 하는 워터마크 삽입 및 검출방법.Watermark embedding and detection method, characterized in that. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 검출오류식으로부터 검출오류를 최소화하기 위해서는 워터마크에너지는 가능한 크고, 워터마킹할 신호의 기대값의 제곱에다 분산을 합한 값은 가능한 작아야 하는 것을 특징으로 하는 워터마크 삽입 및 검출방법.Watermark energy in order to minimize the detection error from the detection error equation Is as large as possible, and the square of the expected value of the signal to be watermarked Distributed Sum of The method of embedding and detecting watermarks, characterized in that should be as small as possible. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,The method according to claim 4 or 5, 상기 워터마킹할 신호의 기대값를 제거하기 위해서는 워터마크 신호의 직류성분을 0으로 하는 것을 특징으로 하는 워터마크 삽입 및 검출방법.Expected value of the signal to watermark And a direct current component of the watermark signal to zero to remove the watermark. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서The method according to claim 4 or 5 상기 워터마킹할 신호의 분산을 줄이기 위해 상기 워터마킹할 신호를 크기에 따라 여러개의 클래스로 나누는 것을 특징으로 하는 워터마크 삽입 및 검출 방법.Dispersion of the signal to be watermarked And dividing the signal to be watermarked into a plurality of classes according to size to reduce the number of watermarks.
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