KR20010074604A

KR20010074604A - 엠피이지 비디오 스트림상의 블록 유닛 양자화를 이용한실시간 동영상 워터마크 삽입방법 및 검출방법

Info

Publication number: KR20010074604A
Application number: KR1020010025383A
Authority: KR
Inventors: 정제창; 임재혁; 김현태; 최창렬; 김정현
Original assignee: 김주현; 주식회사 실트로닉 테크놀로지
Priority date: 2001-05-10
Filing date: 2001-05-10
Publication date: 2001-08-04

Abstract

본 발명은 MPEG Bits Stream에 저작권 보호를 위한 워터마킹(Watermarking) 기법을 적용하여 워터마크를 실시간(Real-Time)으로 삽입 및 검출하는 알고리즘에 관한 것이다.

MPEG Video Bits Stream을 이용한 워터마킹(Watermarking)기법은 비디오와 오디오 스트림을 역 다중화(DeMuxing)한 후 비디오 스트림을 부분 디코딩(partial-decoding)하여 워터마크를 삽입한 후 워터마크가 삽입된 비디오, 오디오 스트림을 다중화(Muxing)하여 워터마크를 실시간 또는 실시간에 가까운 속도로 삽입한다.

또한 워터마크 검출 시에는 비디오 스트림 만을 부분 디코딩하여 워터마크 신호를 검출하게 된다.

이러한 알고리즘을 적용하여 동영상 멀티미디어 데이터에 워터마크를 실시간 적으로 삽입 및 검출 할 수 있는 장점을 가지며 이 기법에서 저작권 보호를 위한 워터마킹 알고리즘은 원 영상 없이 워터마크 신호를 검출하여 원 영상이 공개될 위험성이 없다.

Description

엠피이지 비디오 스트림상의 블록 유닛 양자화를 이용한 실시간 동영상 워터마크 삽입방법 및 검출방법{Real-Time Watermarking Insertion/Extraction method for MPEG Stream using Block unit Quantization}

본 발명은 엠피이지 비디오 스트림(MPEG Video Stream)상의 블록 유닛 양자화(Block unit Quantization)를 이용한 실시간 동영상 워터마크 삽입방법 및 검출방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비디오와 오디오 스트림을 역 다중화(DeMuxing)한 후 비디오 스트림을 부분 디코딩(partial-decoding)하여 워터마크를 삽입한 후 워터마크가 삽입된 비디오, 오디오 스트림을 다중화(Muxing)하여 워터마크를 실시간 또는 실시간에 가까운 속도로 삽입하고, 워터마크 검출시에는 비디오 스트림만을 부분 디코딩하여 워터마크 신호를 검출하도록 한 엠피이지 비디오 스트림(MPEG Video Stream)상의 블록 유닛 양자화(Block unit Quantization)를 이용한 실시간 동영상 워터마크 삽입방법 및 검출방법에 관한 것이다.

기존의 아날로그(Analog)형태 음성과 영상신호의 멀티미디어(Multimedia) 컨텐츠가 디지털(Digital) 형태의 멀티미디어 컨텐츠로 전환되면서 동영상 압축 표준인 MPEG(Moving Picture Expert Group)를 이용하여 아날로그 컨텐츠에 비해 디지털 멀티미디어 컨텐츠가 효율적으로 저장, 혹은 전송할 수 있게 되었는바,

이러한, 디지털 멀티미디어 컨텐츠가 인터넷과 같은 네트워크를 통하여 대량 배포될 때 원본과 복사본을 구분할 수 없게 됨에 따라 영상의 소유자가 자신의 저작권을 주장하기 위해서 디지털 워터마킹 기법을 적용하고 있다.

이에, 디지털 멀티미디어 컨텐츠의 저작권 보호를 위한 종래의 워터마킹 기법은 주로 정지영상에 적용한 기법들을 동영상에 적용하여 워터마크를 삽입하였다.

하지만, 상기와 같은 방법들은 워터마크를 실시간에 삽입 및 검출을 할 수 없다는 큰 단점을 가지고 있으며, 특히, 워터마크가 삽입되지 않은 원 동영상이나 부가 정보(Side Information)를 사용할 경우, 인위적인 공격자의 위조에 의해 워터마크 정보가 추출되어 저작권 자체를 보호할 수 없는 문제점을 갖는 것이었다.

이에, 본 발명은 기존의 동영상 워터마킹 삽입 및 검출방법이 갖는 제반적인 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로,

본 발명은 실시간 워터마크 삽입과 실시간 검출, 특히 실시간 검출 시 공격에 대응 할 수 있도록 함에 궁극적인 목적이 있으며,

특히, 엠피이지(MPEG) 압축 스트림의 디시티(DCT) 블록, 매크로(Macro)블록 단위 혹은 슬라이스 단위(Slice)로 워터마크를 삽입하여 실시간 삽입, 검출방법을 제공함을 구체적인 목적으로 한다.

상기한 목적을 구현하기 위한 본 발명의 구체적인 수단으로는;

컬러 동영상에서 각각의 프레임을 워터마크 삽입을 위해 임의의 블록으로 분할하는 1단계와;

상기 분할된 임의의 블록에 대하여 직교변환을 적용하여 각 블록의 DC성분을 추출하는 2단계와;

각 블록의 DC성분에 워터마크 삽입을 위해 인간시각특성(HVS)으로 만들어진 적응적 양자화 레벨 Q를 적용하여 양자화하는 3단계와,

양자화된 DC값과 워터마크 시퀸스를 비교한 후, DC값을 두개의 셋(SET)으로 분리하는 4단계와;

상기 적응적 Q를 적용하여 DC 성분을 워터마크 시퀀스에 맞게 변형하는 5단계와;

두개의 셋(SET)으로 표현된 DC 값을 직교변환에 적용하기 위해 재변환하는 6단계와;

변환된 DC성분을 주파수 역변환하는 7단계와;

워터마크가 삽입된 영상을 생성하는 8단계로 이루어짐을 특징으로 하는

엠피이지 비디오 스트림(MPEG Video Stream)상의 블록 유닛 양자화(Block unit Quantization)를 이용한 실시간 동영상 워터마크 삽입방법을 구비하게 되며,

또한, 영상을 각각의 서브블록으로 나누는 1단계와;

각각의 서브블록을 주파수 변환하여 각 블록의 DC성분을 추출하는 2단계와;

추출된 DC성분에 양자화 레벨 Q를 적용하여 양자화하는 3단계와;

DC성분에 양자화 레벨 Q를 적용하여 두개의 셋(SET)으로 분리하는 4단계와;

분리된 셋을 임계치를 적용하여 이진비트로 변형하는 5단계와;

이진비트를 워터마크 시퀀스형태로 변형한 후, 워터마크를 검출하는 6단계로 이루어짐을 특징으로 하는 엠피이지 비디오 스트림(MPEG Video Stream)상의 블록 유닛 양자화(Block unit Quantization)를 이용한 실시간 동영상 워터마크 검출방법을 구비하게 된다.

따라서, 본 발명에서는 워터마크의 실시간 삽입 및 검출을 위해엠피이지(MPEG)로 압축된 디지털 컨텐츠에 대해 부분 디코딩(Partial-decoding)후, 워터마크를 삽입 및 검출하여 실시간 또는 실시간에 가깝게 행할 수 있으며,

워터마크 검출 시에 원 동영상이나 부가 정보(Side Information)가 필요하지 않아 워터마크가 삽입되지 않은 원 동영상을 사용할 경우 발생할 수 있는 위조(Counterfeit)와 같은 공격으로부터 저작권을 보호할 수 있는 장점을 갖게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 실시간 동영상 워터마크 삽입,검출방법의 1실시예를 보인 전체 흐름도

도 2는 본 발명에 따른 실시간 동영상 워터마크 삽입방법의 2실시예로서, MPEG 압축 스트림의 DCT 블록 단위로 워터마크를 삽입하는 워터마크 삽입방법 흐름도

도 3은 본 발명에 따른 실시간 동영상 워터마크 검출방법의 2실시예로서, MPEG 압축 스트림의 DCT 블록 단위로 워터마크를 검출하는 워터마크 검출방법 흐름도

도 4는 본 발명에 따른 실시간 동영상 워터마크 삽입방법의 3실시예로서, MPEG 압축 스트림의 임의 블록 단위로 워터마크를 삽입하는 삽입방법 흐름도

도 5은 본 발명에 따른 실시간 동영상 워터마크 삽입방법의 3실시예로서, MPEG 압축 스트림의 임의 블록 단위로 워터마크를 검출하는 워터마크 검출방법 흐름도

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.

<1실시예>

도 1은 본 발명에 따른 실시간 동영상 워터마크 삽입 및 검출방법의 전체 구성도이다.

본 발명에 따른 실시간 동영상 워터마크 삽입 및 검출방법에 있어,

워터마크 삽입방법은 엠피이지(MPEG) 압축 스트림에서 부분 디코딩(partial decoding)후, 8 ×8 DCT 블록의 DC 값을 블록 유닛 양자화(Block unit Quantization)기법을 적용하여 워터마크 비트에 맞게 변형하고,

본 발명에서 적용되는 기본적인 워터마크 삽입 알고리즘은 워터마크를 삽입하고자 하는 동영상의 압축 스트림을 부분적으로 디코딩하여 DCT 블록에 적응적 양자화 레벨 Q 를 이용하여 DC값을 두개의 셋(Set)형태의 바이너리 코드(Binary Code)로 맵핑하여 워터마크 시퀀스와 비교하게 된다.

이때 워터마크 비트와 양자화된 DC 값의 바이너리 코드가 같을 경우 변형하지 않고, 워터마크 비트와 양자화된 DC값의 바이너리 코드가 같지 않을 경우 양자화된 DC 값을 적응적 양자화 레벨 Q에 의하여 변형하게 된다.

이와 같은 방식으로 만들어진 DC값을 MPEG 스트림에 맞게 변형하고 다시 엔코딩을 하여 워터마크가 삽입된 동영상 압축 스트림이 생성된다.

또한, 워터마크 검출방법의 검출 알고리즘은 워터마크 삽입과 마찬가지로 워터마크를 검출하고자 하는 압축 스트림을 부분 디코딩후 DCT 블록의 DC 값을 적응적 양자화 레벨 Q로 양자화 한 후, 양자화된 DC 값을 셋(Set) 형태의 바이너리 코드(Binary Code)로 맵핑하여 워터마크를 추출하게 된다.

추출된 워터마크 시퀀스를 문자열로 복원 하게 되면 워터마크로 삽입한 문자열을 추출할 수 있게 되어 저작권 보호를 할 수 있게 된다.

이하에서는 상기한 본 발명의 실시간 동영상 워터마크 삽입 및 검출방법을 단계적으로 설명하기로 한다.

우선, 워터마크 삽입방법의 1단계는 해당 프레임에서 임의의 블록으로 프레임을 나누는 단계로서, 본 발명에서는 정지 영상의 손실 압축인 JPEG의 압축 블록 단위와 동영상 압축 표준인 MPEG의 압축 블록 단위인 8 ×8 블록으로 나누게 된다.

이때, 상기의 8×8 블록에 워터마크를 삽입할 경우 손실 압축에 대한 워터마크의 강인성을 갖게 된다.

2 단계에서는 추출된 8×8 블록을 직교 변환(DCT 혹은 DFT)을 적용하여 각 블록에서 DC성분을 추출하게 되며,

3단계에서는 각 블록의 DC 성분을 인간 시각 특성(HVS)으로 만들어진 양자화 레벨 Q를 적용하여 양자화 하는 단계를 거치게 된다.

이때, 적응적 레벨 Q는 인간 시각적으로 인식하기 어려운 그레이 레벨(Level)에서는 상대적으로 큰 값을 갖게 되고, 인간 시각적으로 민감한 영역에서는 상대적으로 작은 값을 갖게 된다.

4단계에서는 적응적 레벨 Q로 양자화 된 DC값과, 사용자 정보를 대역 확산 기법과 암호화 알고리즘을 적용하여 생성한 워터마크 시퀀스를 비교하는 단계로서, 워터마크를 삽입할 DC 값을 두 개의 셋(Set)으로 표현되어 워터마크를 적용하게 된다.

이때, 워터마크 시퀀스와 양자화 된 DC 시퀀스가 갖지 않을 경우 5단계를 통해 DC 시퀀스를 적응적 Q 레벨에 의해 변형하게 된다.

이후, 6단계에서는 변형된 두 개의 셋(Set)으로 표현된 DC 값을 직교 변환에 적용하기 위해 재 변환하게 되고, 7단계에서는 DCT, DFT 등의 주파수 역 변환하게 되며,

8단계에서는 워터마크가 삽입된 블록을 원 영상과 인간 시각 적으로 인지할 수 없는 워터마크가 삽입된 영상을 생성하게 된다.

한편, 워터마크 검출방법은;

1단계에서 상기의 워터마크 삽입 알고리즘과 동일하게 영상을 8 ×8블록으로 분할하고,

2단계에서는 분리된 블록을 주파수 변환(DCT 혹은 DFT)하게 되며,

3단계에서는 DC 성분을 추출하게 되고,

4단계에서는 추출된 DC 성분을 적응적 Q 레벨을 적용하여 두 개의 셋(Set)으로 분리하게 되며,

5단계에서는 분리된 셋(Set)에 임계치를 적용하여 바이너리 코드로 변형하게되고,

6단계에서는 사용자가 삽입한 워터마크 시퀀스 형태로 변형하게 된다.

여기서, 본 발명의 알고리즘은 워터마크 삽입과 검출 시 계산 량을 줄여 실시간 워터마크 삽입과 검출이 가능하게 된다.

또한, 워터마크 검출 기법을 공간 영역과 주파수 영역에서 동시에 할 수 있는 장점을 갖게 된다.

<2실시예>

본 발명에 따른 실시간 동영상 워터마킹 삽입, 검출방법의 이실시예에서는 전술한 일실시예의 워터마크삽입, 검출방법을 엠피이지 압축시스템에 적용한 것으로, 도 2 내지도 3은 엠피이지 압축시스템에서 워터마크 삽입, 검출방법을 나타낸 순서도이다.

이에 도 2에서와 같은 엠피이지 압축시스템에서의 실시간 워터마크 삽입방법은;

워터마크를 삽입할 MPEG 스트림이 두 개의 스트림 즉, 비디오 스트림과 오디오 스트림을 포함하고 있으므로, 1단계에서는 엠피이지(MPEG) 시스템 헤더 정보를 이용하여 비디오 스트림만을 분리(Demultiplexing)한다.

2단계에서는 분리된 비디오 스트림에서 워터마크를 삽입할 프레임인 I-프레임만을 선택 추출하는데, 동영상 압축 표준인 엠피이지(MPEG) 시스템에서는 I 프레임을 DCT 변환을 통하여 압축하므로 I-프레임만을 추출하게 된다.

3단계에서는 해당 프레임의 모든 8 ×8 블록(Block)에서 DCT(Discrete Cosine Transform) 계수(coefficient) 중 DC 계수만을 추출한다.

4단계에서는 추출한 DC 계수를 적응적 양자화 레벨 Q를 적용하여 두 개의 셋(set)으로 분리한 후, 5단계를 통해 분리된 셋을 바이너리(binary) 코드로 변형한다.

6단계에서는 변형된 바이너리 코드를 사용자가 삽입할 워터마크 시퀀스(Sequence) 형태로 변형하여 워터마크를 삽입한다.

이 단계에서 MPEG-II 스트림의 경우 필드(field) 구조로 압축된 스트림에 대해서는 적응적 양자화 레벨 Q를 MPEG-I에 비해 크게 적용해도 시각적으로 감지 할 수 없다.

이후, 7단계에서는 변형된 DC 계수를 이용하여 원래의 I-프레임을 재부호화하고,

8단계에서는 재부호화에 따른 MPEG 스트림의 변화를 스터핑 비트(Stuffing Byte)를 이용하여 상쇄한다.

9단계에서는 최종적으로 분리한 오디오 스트림과 다시 다중화(multiplex)하여 워터마크가 삽입된 MPEG 스트림을 만든다.

위와 같은 워터마크 삽입방법은 워터마크 삽입된 영상의 사이즈 변화율이1/100보다 작으므로 MPEG 압축 스트림에서 워터마크 삽입 시 발생하는 동영상 파일의 사이즈 변화를 제거했으며, 또한 본 발명 알고리즘에서는 부분 디코딩 후 비트열 조절로 워터마크를 실시간 삽입할 수 있는 것이다.

도 3으로 도시된 워터마크 검출방법은;

1단계에서 워터마크가 삽입되었다고 판단되는 MPEG 스트림에서 비디오 스트림만을 추출하고,

2단계에서는 상기 1단계를 통해 추출된 비디오 스트림에서 I-프레임을 추출하게 된다.

3단계에서는 I-프레임의 DCT 계수 중 DC 계수만을 추출하고, 4단계에서는 상기 DC 계수에 적응적 Q레벨을 적용하여 두 개의 셋으로 분리한다.

5단계에서는 분리된 셋에 임계치를 적용하여 워터마크의 존재 여부를 판단하는 과정이며, 5단계를 거쳐 사용자가 삽입한 워터마크 시퀀스 형태로 변형하여 워터마크를 추출하는 6단계로 이루어진다.

이 경우 MPEG 스트림의 계산량에 절대적 영향을 미치는 부분들을 디코딩 하지 않아 실시간으로 워터마크를 검출 할 수 있는 것이다.

<3실시예>

본발명의 3실시예에서는 이실시예의 기본 알고리즘을 적용하여 여러 가지 공격에 강인성을 높이고 화질 열화를 최소화하는 기법을 MPEG 시스템에서 적용하여 워터마크를 삽입,검출하는 것으로,

도 4와 도 5는 본 발명의 3실시예에 따른 워터마크삽입, 검출방법을 나타낸 순서도이다.

이에, 3실시예에 따른 워터마크 삽입방법은;

이는 전술한 이실시예와 같이 1단계에서는 MPEG을 적용하여 압축된 동영상 스트림에서 비디오 스트림과 오디오 스트림을 MPEG 시스템 헤더 정보를 이용하여 분리(DEMUXING)하고, 2단계에서는 비디오 스트림만을 분리하고 워터마크를 삽입할 비디오 스트림에서 비디오 헤더 정보를 이용하여 워터마크를 삽입할 해당 프레임을 추출하며, 3단계에서는 해당 프레임을 임의의 블록으로 분할하게 된다.

이후, 4단계에서는 이실시예의 DCT 블록 단위가 아닌 매크로 블록 단위나 슬라이스 단위로 워터마크 임베딩 기법을 적용하기 위하여 이실시예에서는 사용하지 않던 매크로 블록 단위나 슬라이스 단위의 버퍼링 과정을 거치게 된다.

이때, 이실시예의 DCT 블록 단위가 아닌 매크로 블록 단위나 슬라이스 단위로 워터마크를 삽입할 경우, 적응적 Q 레벨을 높게 적용하여 워터마크를 삽입하므로 인위적인 영상 처리에 있어서 워터마크 강인성이 높아진다.

또한, 워터마크 삽입 블록의 사이즈가 증가하여 워터마크의 확산 영역이 증가하여 워터마크로 인한 화질 저하를 최소화 할 수 있다.

5단계에서는 매크로 블록 단위나 슬라이스 단위 블록의 DC 성분들의 추출하고, 6단계에서는 추출된 DC 성분들을 DC 성분들의 크기 순서대로 블록을 배열하게 되는데,

이와같이, DC 크기 순서대로 배열하는 이유는 7단계를 통해 각 블록별 워터마크 삽입 비트 수를 할당하기 위함이다.

여기서, 삽입 비트를 할당 할 때 DC 값에 따른 상대적 허용 워터마크 비트수를 테이블을 이용하여 워터마크 검출시 원 영상이나 다른 부가 정보를 사용하지 않는다.

8단계는 워터마크 삽입 비트 수를 할당받은 DC 값을 적응적 Q레벨을 적용하여 두 개의 셋(Set)으로 분리하는 단계이며, 분리된 셋(Set)을 임계치를 적용하여 이진 비트로 변형하는 9단계를 거쳐 사용자가 삽입한 워터마크 시퀀스 형태로 변형하는 10단계를 행하게 된다.

이후, 변형된 DC 성분을 MPEG 비디오 스트림의 재부호화하는 11단계에서는 DC 값을 제외한 버퍼링 된 압축 비트열과 변형된 DC 성분을 재부호화 하게 된다.

12단계에서는 MPEG 비디오 스트림의 비트열 재부호화로 인한 서터핑 바이트(Stuffing Byte)을 조절하는 단계이며, 12단계를 거쳐 MPEG 오디오 스트림과 합성(MUXING)하는 13단계를 수행하도록 구성된다.

이러한 3실시예의 워터마크 삽입방법은 화질 열화를 감소시키면서 워터마크를 더욱 강인하게 삽입하는 알고리즘이다.

한편, 도 5로 도시된 워터마크 검출방법은;

1단계에서는 워터마크의 존재 여부를 판단할 MPEG 비트 스트림에서 비디오 스트림만을 추출(DEMUXING)하고,

2단계에서는 추출된 비디오 스트림에서 비디오 헤더 정보를 이용하여 워터마크가 삽입된 해당 프레임을 추출하며, 해당 프레임을 임의의 블록으로 분할하는 3단계에서 매크로 블록 단위나 슬라이스 단위로 프레임을 분할하게 된다.

4단계에서는 분할된 매크로 블록 단위나 슬라이스 단위를 버퍼링 과정을 거치게 되고, 5단계에서는 매크로 블록 단위나 슬라이스 단위 블록의 DC 성분들의 추출하며, 6단계에서는 추출된 DC 성분들을 DC 성분들의 크기 순서대로 블록을 배열하고, 7단계에서는 DC값의 상대적 허용 워터마크 비트수를 계산하게된다.

이후, 워터마크 검출 비트 수를 할당받은 DC 값을 적응적 Q레벨을 적용하여 두 개의 셋(Set)으로 분리하는 8단계를 거친 후,

9단계에서는 분리된 셋(Set)에 임계치를 적용하여 워터마크의 존재 여부를 판단하고, 10단계에서는 사용자가 삽입한 워터마크 시퀀스 형태로 변형하여 워터마크를 추출하게 된다.

이때, 도5의 워터마크 검출 기법은 버퍼링 과정으로 인한 시간 지연 현상을 MPEG 부분 디코딩(partial-decoding)을 통하여 워터마크를 실시간으로 검출 할 수 있다.

이상과 같이 1,2,3실시예를 통해 살펴 본 본 발명의 워터마크 삽입, 검출방법을 설명하기 위해 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 용어들로써, 이는 해당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 변경될 수 있으므로, 그 정의는 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 실시간 동영상 워터마크 삽입방법 및 검출방법은 MPEG으로 압축된 멀티미디어 컨텐츠에 대하여 실시간으로 워터마크를 삽입하고 검출 할 수 있어, 정지 영상에서는 영향을 고려하지 않는 시간상의 문제를 해결함과 동시에 원 동영상이나 다른 부가 정보를 사용하지 않으므로 위조(Counterfeit)로 인한 원 동영상에서 인위적 공격자의 워터마크 정보가 추출되는 문제를 해결 할 수 있는 효과를 갖는 것이다.

Claims

컬러 동영상에서 각각의 프레임을 워터마크 삽입을 위해 임의의 블록으로 분할하는 1단계와;

상기 분할된 임의의 블록에 대하여 직교변환을 적용하여 각 블록의 DC성분을 추출하는 2단계와;

각 블록의 DC성분에 워터마크 삽입을 위해 인간시각특성(HVS)으로 만들어진 적응적 양자화 레벨 Q를 적용하여 양자화하는 3단계와,

양자화된 DC값과 워터마크 시퀀스를 비교한 후, DC값을 두개의 셋(SET)으로분리하는 4단계와;

상기 적응적 Q를 적용하여 DC 성분을 워터마크 시퀀스에 맞게 변형하는 5단계와;

두개의 셋(SET)으로 표현된 DC 값을 직교변환에 적용하기 위해 재변환하는 6단계와;

변환된 DC성분을 주파수 역변환하는 7단계와;

워터마크가 삽입된 영상을 생성하는 8단계로 이루어짐을 특징으로 하는 엠피이지 비디오 스트림상의 블록 유닛 양자화를 이용한 실시간 동영상 워터마크 삽입방법.
영상을 각각의 서브블록으로 나누는 1단계와;

각각의 서브블록을 주파수 변환하여 각 블록의 DC성분을 추출하는 2단계와;

추출된 DC성분에 양자화 레벨 Q를 적용하여 양자화하는 3단계와;

DC성분에 양자화 레벨 Q를 적용하여 두개의 셋(SET)으로 분리하는 4단계와;

분리된 셋을 임계치를 적용하여 이진비트로 변형하는 5단계와;

이진비트를 워터마크 시퀀스 형태로 변형한 후, 워터마크를 검출하는 6단계로 이루어짐을 특징으로 하는 엠피이지 비디오 스트림상의 블록 유닛 양자화를 이용한 실시간 동영상 워터마크 검출방법.
제 1항에 있어, 엠피이지 압축시스템에 적용되는 워터마크 삽입방법으로서,

엠피이지(MPEG) 시스템 헤더 정보를 이용하여 MPEG 스트림에서 비디오 스트림만을 분리(Demultiplexing)하는 1단계와;

분리된 비디오 스트림에서 워터마크를 삽입할 프레임인 I-프레임만을 선택 추출하는 2단계와;

해당 프레임의 모든 8 ×8 블록(Block)에서 DCT(Discrete Cosine Transform) 계수(coefficient) 중 DC 계수만을 추출하는 3단계와;

추출한 DC 계수를 적응적 양자화 레벨 Q를 적용하여 두 개의 셋(set)으로 분리하는 4단계와;

분리된 셋을 바이너리(binary) 코드로 변형하는 5단계와;

변형된 바이너리 코드를 사용자가 삽입할 워터마크 시퀀스(Sequence) 형태로 변형하여 워터마크를 삽입하는 6단계와;

변형된 DC 계수를 이용하여 원래의 I-프레임을 재부호화하는 7단계와;

재부호화에 따른 MPEG 스트림의 변화를 스터핑 비트(Stuffing Byte)를 이용하여 상쇄하는 8단계와;

최종적으로 분리한 오디오 스트림과 다시 다중화(multiplex)하여 워터마크가 삽입된 MPEG 스트림을 생성하는 9단계로 이루어짐을 특징으로 하는 엠피이지 비디오 스트림상의 블록 유닛 양자화를 이용한 실시간 동영상 워터마크 삽입방법.
제 2항에 있어, 엠피이지 압축시스템에 적용되는 워터마크 추출방법으로서,

워터마크가 삽입되었다고 판단되는 MPEG 스트림에서 비디오 스트림만을 추출하는 1단계와;

상기 1단계를 통해 추출된 비디오 스트림에서 I-프레임을 추출하는 2단계와;

I-프레임의 DCT 계수 중 DC 계수만을 추출하는 3단계와;

상기 DC 계수에 적응적 Q레벨을 적용하여 두 개의 셋으로 분리하는 4단계와;

분리된 셋에 임계치를 적용하여 워터마크의 존재 여부를 판단하는 5단계와;

5단계를 거쳐 사용자가 삽입한 워터마크 시퀀스 형태로 변형하여 워터마크를 추출하는 6단계로 이루어짐을 특징으로 하는 엠피이지 비디오 스트림상의 블록 유닛 양자화를 이용한 실시간 동영상 워터마크 검출방법.
제 3항에 있어, 여러 가지 공격에 강인성을 높이고 화질 열화를 최소화하는 기법을 엠피이지(MPEG) 시스템에서 적용하여 워터마크를 삽입하는 방법으로서,

엠피이지(MPEG)를 적용하여 압축된 동영상 스트림에서 비디오 스트림과 오디오 스트림을 MPEG 시스템 헤더 정보를 이용하여 분리(DEMUXING)하는 1단계와;

비디오 스트림만을 분리하고 워터마크를 삽입할 비디오 스트림에서 비디오 헤더 정보를 이용하여 워터마크를 삽입할 해당 프레임을 추출하는 2단계와;

해당 프레임을 임의의 블록으로 분할하는 3단계와;

매크로 블록 단위나 슬라이스 단위로 워터마크 임베딩 기법을 적용하기 위하여 매크로 블록 단위나 슬라이스 단위의 버퍼링 과정을 거치게 되는 4단계와;

매크로 블록 단위나 슬라이스 단위 블록의 DC 성분들의 추출하는 5단계와;

추출된 DC 성분들을 DC 성분들의 크기 순서대로 블록을 배열하는 6단계와;

각 블록별 워터마크 삽입 비트 수를 할당하되, 삽입 비트를 할당시 DC 값에 따른 상대적 허용 워터마크 비트수를 테이블을 이용하는 7단계와;

워터마크 삽입 비트 수를 할당받은 DC 값을 적응적 Q레벨을 적용하여 두 개의 셋(Set)으로 분리하는 8단계와;

분리된 셋(Set)을 임계치를 적용하여 이진 비트로 변형하는 9단계와;

사용자가 삽입한 워터마크 시퀀스 형태로 변형하는 10단계와;

변형된 DC 성분을 MPEG 비디오 스트림의 재부호화하되, DC 값을 제외한 버퍼링 된 압축 비트열과 변형된 DC 성분을 재부호화 하는 11단계와;

엠피이지 비디오 스트림의 비트열 재부호화로 인한 서터핑 바이트(Stuffing Byte)을 조절하는 12단계와;

12단계를 거쳐 MPEG 오디오 스트림과 합성(MUXING)하는 13단계(S130)로 이루어짐을 특징으로 하는 엠피이지 비디오 스트림상의 블록 유닛 양자화를 이용한 실시간 동영상 워터마크 삽입방법.
제 4항에 있어, 여러 가지 공격에 강인성을 높이고 화질 열화를 최소화하는 기법을 엠피이지(MPEG) 시스템에서 적용하여 워터마크를 검출하는 방법으로서,

워터마크의 존재 여부를 판단할 MPEG 비트 스트림에서 비디오 스트림만을 추출(DEMUXING)하는 1단계와;

추출된 비디오 스트림에서 비디오 헤더 정보를 이용하여 워터마크가 삽입된 해당 프레임을 추출하는 2단계와;

해당 프레임을 임의의 블록으로 분할하되, 매크로 블록 단위나 슬라이스 단위로 프레임을 분할하는 3단계와;

분할된 매크로 블록 단위나 슬라이스 단위를 버퍼링 과정을 거치게 되는 4단계와;

매크로 블록 단위나 슬라이스 단위 블록의 DC 성분들의 추출하는 5단계와;

추출된 DC 성분들을 DC 성분들의 크기 순서대로 블록을 배열하는 6단계와;

DC값의 상대적 허용 워터마크 비트수를 계산하는 7단계와;

워터마크 검출 비트 수를 할당받은 DC 값을 적응적 Q레벨을 적용하여 두 개의 셋(Set)으로 분리하는 8단계(S80)와;

분리된 셋(Set)에 임계치를 적용하여 워터마크의 존재 여부를 판단하는 9단계와;

사용자가 삽입한 워터마크 시퀀스 형태로 변형하여 워터마크를 추출하는 10단계로 이루어짐을 특징으로 하는 엠피이지 비디오 스트림상의 블록 유닛 양자화를 이용한 실시간 동영상 워터마크 검출방법.