KR20030010220A - 화면분할에 의한 디지털 워터마크의 삽입 및 추출방법과이를 이용한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털 워터마크의 삽입 및 추출방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화면을 복수의 영역으로 분할하여 해당 영역별로 워터마크를 삽입하여 압축과 다양한 편집에 강인하도록 하며 이렇게 삽입된 디지털 워터마크를 추출하는 방법 및 이를 이용한 장치에 관한 것이다. 워터마크의 삽입은 디지털 컨텐츠를 구성하는 각 화면을 복수의 영역으로 분할하고 이 영역에 워터마크를 삽입한다. 또한, 워터마크의 추출은 디지털 컨텐츠를 구성하는 영상신호를 각 화면단위로 데이터를 축적하여 일정한 위치에서 신호가 강하게 특성을 이용하여 축적된 데이터로부터 워터마크가 삽입되어 있는 영역들을 추출하고, 이러한 영역 중에서 워터마크를 추출하고, 추출된 워터마크 간의 간격을 측정하여 영역 내에 포함되는 워터마크의 비트정보를 추출한다. 이와 같이 화면을 복수의 영역으로 분할하여 워터마크를 삽입/추출함으로써 다양한 편집기술로부터 워터마크의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

화면분할에 의한 디지털 워터마크의 삽입 및 추출방법과 이를 이용한 장치{METHOD OF INSERTING AND EXTRACTING DIGITAL WATERMARKS BY DIVISION OF SCREEN AND APPARATUS FOR USING THEREOF}

본 발명은 디지털 워터마크의 삽입 및 추출방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화면을 복수의 영역으로 분할하여 해당 영역별로 워터마크를 삽입하여 압축과 다양한 편집에 강인하도록 하며 이렇게 삽입된 디지털 워터마크를 추출하는 방법 및 이를 이용한 장치에 관한 것이다.

인터넷의 발달은 사이버 공간이라는 새로운 영역을 탄생시켰고, 이로 인해 새로운 문화와 유무형의 많은 산출물들이 생겨났다. 인터넷 발달 초기에는 이런 산출물들의 중요성이 인식되지 않고 있었으며, 그 양도 미세한 수준이었다. 그러나 점차 컴퓨터의 보급률이 높아짐에 따라 일반인의 컴퓨터, 인터넷 사용 수준이향상되고, 초고속 인터넷 망의 발달로 인해서 관련된 많은 정보 및 산출물들이 발생되기 시작했다. 또한 그 산출물들의 가치는 점차로 높아지고 있다.

이런 디지털 시대의 산출물들, 즉 디지털 컨텐츠는 그 종류가 매우 다양하며, 디지털 문서, 그림, 사진, 이미지, 음악, 비디오 동영상 등이 그 대표적인 것들이다. 디지털 컨텐츠들은 시간이 지남에 따라 제작자가 일정 시간과 자본의 투자를 통해 만들어 냄으로써, 그 질적 수준이 우수하여 그 이용률 역시 높아지고 있다.

그러나 디지털 컨텐츠들은 복제가 쉽고 그 복사본과 원본의 질적차이가 거의 없다는 특징을 지니고 있다. 이러한 특징은 디지털 컨텐츠들을 사용하는 사용자 입장에서는 매우 좋은 것이라 할 수 있지만, 이것을 제작하고 공급하는 입장에서는 불법 복제 및 무단 도용이 만연해질 수 있기 때문에 커다란 문제가 되고있다.

따라서 불법 복제를 방지하기 위해서 저작권 정보를 디지털 컨텐츠에 숨겨 넣는 디지털 워터마킹 기술이 연구되어지고 있으며, 또한 암호화 기술을 이용하여 인증된 사용자에게만 그 컨텐츠를 사용할 수 있게 해주는 주문형 서비스인 AOD (Audio On Demand)와 VOD(Video On Demand)같은 서비스들이 많이 연구, 실시되고 있다.

기존의 워터마킹 기술은 삽입 방법에 따라서 크게 두 가지로 구분된다. 컨텐츠에 아무런 변화를 주지 않은 상태에서 워터마크를 삽입하는 공간영역 삽입방법(본 출원인에 의하여 특허 출원된 특허출원 2001 년 15240 호)과, 컨텐츠를 주파수 영역으로 변환한 다음에 워터마크를 삽입하는 방법으로 나뉘어진다. 또한, 상기와 같은 방법에 대한 기본적인 내용에 대하여는 W. Bender, D. Gruhl, N. Morimoto 및 A. Lu 에 의하여 제안된 "Techniques for data hiding" (IBM System Journal, vol. 35, Nos. 3 & 4, pp. 313-336, 1996) 에 종합적으로 자세히 나와 있다.

상기의 두 가지 삽입방법의 특징을 살펴보면, 먼저 공간영역 삽입방법의 경우, 대표적인 방법이 하위 비트 조작 기법이다. 이것은 디지털 컨텐츠가 가지고 있는 정보의 하위 비트를 조작해서 워터마크를 삽입하고 검지해내는 방법이다. 이 방법은 속도가 빠르고 알고리즘에 대한 구현이 간단하지만, 디지털 컨텐츠에 삽입된 워터마크가 쉽게 압축이나 포맷 변화에 깨진다는 단점이 있다.

두 번째 방법은 주파수영역 삽입방법으로, 공간영역의 데이터를 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform; FFT), 이산여현변환(Discrete Cosine Transform; DCT), 이산 웨이브렛 변환(Discrete Wavelet Transform; DWT)을 통해서 주파수영역으로 변환한 후에 워터마크를 삽입하는 방법이다. 이 방법은 압축이나 파일 포맷 변환 같은, 외부적인 조작에 워터마크가 큰 영향을 받지 않는다는 장점을 가지고 있지만, 알고리즘의 구현이 복잡하고 영역변환을 하는 시간이 오래 걸린다는 단점을 가지고 있다.

위에서 설명되었던 워터마킹과 암호화 관련 기법은 이미 언급한대로 모두 각각 단점을 가지고 있다. 그러나 위의 두 가지 방법의 단점을 보완한다 하더라도 압축과 속도문제는 해결할 수 있지만, 디지털 컨텐츠의 편집에 대한 문제를 해결하기는 어렵다.

또한, 상기에서와 같은 방법에 의하여 워터마크가 삽입된 디지털 컨텐츠로부터 역으로 워터마크를 검출하기 위하여 종래의 기술들은 다양한 편집에 강인하게 하기 위해서 검지 방식을 이용하였다. 그러나 검지 방식은 별도의 키(Key)나 원본을 필요할 뿐만 아니라, 삽입할 수 있는 워터마크 데이터의 양이 1bit로 매우 적었다. 더욱이 디지털 컨텐츠 중에서도 시각적인 효과를 줄 수 있는 비디오 데이터들의 경우에는 실제 활용됨에 있어서 원래의 형태로 사용되기도 하지만 편집된 상태로 사용이 되는 것이 일반적이다. 이때 편집이라는 것은 절단(cropping), 크기조정(scaling), 다른 데이터 삽입 등과 같은 것을 의미하며, 특히, 비디오 편집에서는 프레임들간에 다른 제 3의 프레임을 삽입하는 기술들을 포함한다. 특히 비디오 편집기술에는 레터박싱(Letterboxing)이라는 편집 기술이 있는데, 이 방법은 와이드스크린 사이즈의 동영상을 텔레비전 사이즈의 동영상으로 편집하는 기술로 이 과정에서 절단과 크기조정등과 같은 편집기술이 동시에 적용된다.

따라서, 상기와 같은 편집기술에 의하여 디지털 컨텐츠의 편집이 이루어지면 디지털 컨텐츠에 포함된 워터마크가 손상될 우려가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 다양한 편집에 강인한 디지털 워터마킹 기술을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 압축에도 강인하고 절단, 크기조정, 다른 데이터의 삽입 그리고 레터박싱과 같은 다양하고 다중의 공격에도 강인할 뿐만 아니라, 워터마크가 공간영역에서 삽입되므로 속도가 빠르며 워터마크 검지 방식이 아닌 추출방식으로 많은 양의 데이터를 삽입하고 추출할 수 있는 방법 및 이를 이용한 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 디지털 컨텐츠에 디지털 워터마크를 삽입하는 방법은 상기 디지털 컨텐츠의 입력영상을 구성하는 복수의 화면을 소정의 크기를 가지는 복수의 영역으로 분할하는 단계; 및

상기 분할된 복수의 영역 내에 워터마크를 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

화면의 분할은 가로방향과 세로방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 이루어질 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 워터마크가 삽입된 디지털 컨텐츠로부터 워터마크를 추출하는 방법은 상기 디지털 컨텐츠를 구성하는 영상신호를 각 화면단위로 데이터를 축적하는 단계;

상기 축적된 데이터로부터 상기 화면 중에서 상기 워터마크가 삽입되어 있는 영역들을 추출하는 단계; 및

상기 추출된 영역 중에서 상기 워터마크를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 워터마크 삽입장치는 디지털 컨텐츠의 입력영상을 구성하는 복수의 화면들 각각에 대하여 소정의 크기를 가지는 복수의 영역으로 분할하는 수단; 및

상기 분할된 복수의 영역 내에 워터마크 신호를 삽입하는 수단을 포함하는것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 워터마크 추출장치는 워터마크가 삽입된 디지털 컨텐츠로부터 워터마크를 추출하는 장치에 있어서,

상기 디지털 컨텐츠를 구성하는 영상신호를 각 화면단위로 데이터를 축적하는 수단;

상기 축적된 데이터로부터 상기 화면 중에서 상기 워터마크가 삽입되어 있는 영역들을 추출하는 수단; 및

상기 추출된 영역 중에서 상기 워터마크를 추출하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 워터마킹 기술을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명에 따른 화면분할에 의한 디지털 워터마크 삽입과 추출에 대한 개념적인 구성을 도시한 블록도.

도 2 는 도 1 에서의 화면 분할부(100)의 개략적인 구성을 도시한 도.

도 3 는 화면을 복수의 영역으로 분할한 경우의 일 예를 도시한 도.

도 4 은 도 1 에서의 워터마크 삽입부(200)의 구성을 개략적으로 도시한 도.

도 5 는 도 3 에서의 복수의 영역으로 분할된 화면상에 워터마크가 삽입되는 일 예를 보여주는 도.

도 6 는 도 1 에서의 워터마크 추출부(400)의 구성을 개략적으로 도시한 도이다.

도 7a 및 도 7b 는 데이터 축적장치(300)에 의해서 구분되어진 영역과 워터마크 신호를 보여주는 실 예이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

A ... 워터마크 삽입장치 B ... 워터마크 추출장치

100 ... 화면 분할부 105 ... 영역구분신호 생성부

110 ... 제 1 승산기 120 ... 영역구분신호 삽입부

200 ... 워터마크 삽입부 210 ... 워터마크 삽입부

215 ... 워터마크 생성부 220 ... 제 2 승산기

230 ... 영역 판단부 300 ... 데이터 축적부

400 ... 워터마크 추출부 410 ... 영역 추출부

420 ... 워터마크 검출부 430 ... 워터마크 간격 측정부

440 ... 비트정보 변환부

도 1 은 본 발명에 따른 화면분할에 의한 디지털 워터마크 삽입과 추출에 대한 개념적인 구성을 도시한 블록도이다. 도 1 에 도시된 장치는 디지털 워터마크를 삽입하는 삽입장치(A)와 이러한 삽입장치(A)에 의하여 워터마크가 삽입되어 있는 디지털 컨텐츠로부터 워터마크를 추출하는 추출장치(B)를 포함한다. 도 1 에서는 개념적인 특성을 설명하기 위하여 두개의 장치를 표시한 것이며 이는 특성에 따라 동일한 장치 내에 또는 별개의 장치로 구현될 수 있다.

이들의 장치들을 각각 살펴보면, 워터마크 삽입장치(A)에서는 입력된 멀티미디어 컨텐츠 신호(이미지나 비디오)(10)를 화면 분할부(100)에 의하여 워터마크가 삽입될 영역을 소정의 크기로 구분될 수 있도록 각각 표시를 하여 분할한다. 컨텐츠 신호가 소정의 크기로 분할되면 워터마크 삽입부(200)에 의하여 워터마크가 삽입되어진다. 워터마크의 삽입에 대한 구체적인 동작설명은 생략된다(이미 본 출원인에 의하여 이루어진 다수의 특허출원 중에서 특허출원 제 2001-23984 호를 참조할 것). 디지털 컨텐츠 신호에 대하여 워터마크가 삽입되면 소정의 형태로 신호를 저장하여 배포된다.

상기와 같은 방식에 의하여 워터마크가 삽입되어 있는 디지털 컨텐츠 신호(50)에 대하여 워터마크의 추출은 워터마크 추출장치(B)에 의하여 이루어진다. 먼저, 워터마크 추출장치(B)에서는 입력되는 디지털 컨텐츠 신호(50)를 데이터 축적부(300)에 입력하여 워터마크 삽입을 위하여 이전에 이루어졌던 영역의 검출 등 워터마크 추출을 위한 전처리 과정을 거치게 되고, 최종적으로 워터마크 추출부(400)에서 워터마크가 추출된다. 워터마크의 검출을 위해서는 입력되는 디지털 컨텐츠에 포함된 워터마크 성분을 강화시켜 주기 위하여 다수의 필터링 과정을 거치게 되지만 본원에서는 이러한 부분에 대한 설명을 생략한다.

먼저, 상기와 같은 구성을 가지는 워터마크 삽입/추출장치에서 워터마크가 삽입되는 과정을 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

디지털 컨텐츠에 워터마크를 삽입하기에 앞서 워터마크가 삽입될 디지털 컨텐츠신호는 화면 분할부(100)에 의하여 디지털 컨텐츠를 구성하는 기본 단위인 각각의 화면에 대하여 복수개의 영역을 가지도록 분할된다. 화면 분할부(100)는 도 2 에 도시된 구성을 가진다. 화면 분할부(100)는 의사난수를 이용하여 워터마크신호를 생성하는 동일한 방법으로 형성되는 영역구분신호를 생성하기 위한 영역구분신호 생성부(105), 영역구분신호를 소정 크기의 값으로 강도를 조절하기 위하여 승산하는 제 1 승산기(110)와 입력되는 디지털 컨텐츠신호에 삽입하기 위한 영역구분신호 삽입부(120)를 포함한다.

영역구분신호 생성부(105)는 고유키 또는 개인키를 이용하여 의사난수를 발생하는 것으로서 이는 후술하는 워터마크 생성부와 동일한 구성을 가진다. 제 1 승산기(110)에서는 생성된 영역구분신호에 소정의 값(β)을 승산하여 신호의 강도를 조절한다. 신호의 강도가 너무 강하면 육안으로 디지털 컨텐츠에 포함되는 영역구분신호의 삽입여부를 판단할 수 있으므로 상기의 값을 이용하여 그 크기(강도)를 조절한다. 또한 영역구분신호는 하기에서 설명될 워터마크신호와 다른 신호를 사용한다. 이는 워터마크의 추출과정에서 두 신호에 의한 오류의 발생을 최소화하기 위한 것이다. 크기가 조절된 영역구분신호가 생성되면 이 영역구분신호는 영역구분신호 삽입부(120)에 의하여 디지털 컨텐츠에 삽입된다.

화면 분할부(100)에 의하여 화면이 분할된 예가 도 3 에 도시되었다. 이때 분할되는 영역의 개수는 입력되어지는 신호(10, 이미지나 비디오)의 크기에 의해서 결정된다. 크기가 크면 나누어지는 영역의 개수가 늘어나게 되고, 크기가 작으면 나누어지는 영역의 개수는 줄어든다. 이렇게 영역을 구분함으로써 워터마크 된 컨텐츠가 절단(Cropping)되어도 워터마크를 추출할 수 있게 된다.

즉, 하나의 화면을 편집하기 위하여 복수의 영역으로 분할하는 경우에도 화면의 편집이라는 특성상 화면을 인식할 수 없을 정도로 복수 개로 분할하는 경우는 거의 없다. 따라서 도 3 에 도시된 것처럼 화면의 특성을 유지할 수 있는 범위보다 세분하여 화면을 분할하고 이 분할된 영역 내에 복수의 워터마크를 삽입하는 경우에는 편집과정에서 일부의 화면이 절단되거나 변형된다고 하여도 그 안에는 인식 가능한 정도로 워터마크가 삽입되어 있게 된다.

화면 분할부(100)에 의하여 화면이 분할되고, 예를 들면 도 3 의 경우에는 화면을 세 개의 영역으로 분할하였다. 이때, 영역 1 의 시작하는 위치가 화면의 처음 위치가 아닌데 반드시 화면의 분할을 처음 위치부터 시작하지 않아도 가능하다. 또한, 도 3 에 도시된 형태는 화면의 분할을 세로방향으로 한 것이나 가로방향 또는 세로방향과 가로방향을 적절히 조합하여 분할하여도 무방하다. 화면분할은 그 시작 위치와 영역의 간격을 위하여 주어진 위치설정 데이터를 이용하여 이루어질 수 있다. 상기와 같은 화면 분할부(100)에 의한 화면의 분할은 해당 분할지점에 화면분할을 표시하는 신호를 삽입함으로써 이루어진다. 물론, 이때의 삽입되는 신호는 그 크기에 따라서 디지털 컨텐츠에 영향을 미칠 수 있으므로 해당 디지털 컨텐츠의 특성에 치지 않을 정도의 크기를 가지도록 조정된다.

화면 분할부(100)에 의하여 소정의 크기를 가지는 복수의 영역으로의 분할이 이루어지면, 해당 영역들에 대한 워터마크의 삽입이 이루어진다. 워터마크의 삽입은 도 4 에 일 예로 도시된 워터마크 삽입부(210)를 이용하여 이루어진다. 워타마크 삽입부(210)는 고유키 또는 사용자키를 이용하여 워터마크를 생성하기 위한 워터마크 생성부(215), 생성된 워터마크 신호(31)의 강도를 조절하기 위한 제 2 승산기(220), 크기가 조절된 워터마크 신호(31)와 영역이 분할된 디지털 컨텐츠(30)에 삽입하기 위한 워터마크 삽입부(210) 및 워터마크 신호가 삽입되는 영역들을 판단하기 위한 영역 판단부(230)로 이루어진다.

상기의 워터마크 삽입부(200)에서의 워터마크 삽입동작을 살펴보면, 화면 분할부(100)에 의하여 영역이 소정의 크기로 분할된 뒤에 입력되는 신호(30)에 워터마크를 삽입한다. 워터마크 생성부(215)에서 생성된 워터마크 신호(31)는 제 2 승산기(220)에 의하여 스케일 팩터 α 가 승산되어 그 크기가 조정된다. 워터마크신호는 고유키 또는 개인키를 이용하여 의사난수를 발생시켜서 얻어진다. 이때 α 값이 크면 워터마크를 삭제하기 위한 여러 가지 시도에 강인해지지만, 디지털 컨텐츠에 눈에 띄는 왜곡을 발생시킬 수 있다. 반대로 α 값이 작으면 워터마크의 강인성이 약해지게 된다. 이렇게 크기가 조정된 워터마크(32)는 도 5 와 같이 여러 영역으로 나뉘어진 디지털 컨텐츠에 삽입된다. 워터마크의 삽입은 화면 분할부(100)에서 화면을 소정 개수의 영역으로 분할한 위치설정 데이터에 근거하여 이루어진다.

이때 도 5 에 도시된 것처럼 영역간의 간격을 d 라고 하고 워터마크 데이터의 길이를 n 이라고 하면, 영역 1 에는 워터마크가 d/n 간격으로 삽입된다. 이와 같이 일정한 간격을 두고 워터마크를 삽입함으로써, 크기조정(scaling)과 같은 공격에 강인하게 된다. 이와 같이 영역별로 워터마크가 일정한 간격으로 삽입되기 때문에 화면의 절단 또는 편집에 의하여 디지털 컨텐츠가 변형되어도 복수로 나누어진 영역들 중에서 하나의 영역이라도 남아있게 되면 해당 영역으로부터 워터마크가 추출될 수 있다. 또한 일정간격으로 워터마크 신호를 삽입했기 때문에 워터마크 신호는 크기조정이 되어도 일정간격으로 워터마크 신호가 존재하게 된다. 따라서 절단이나 크기 조정이 되어도 워터마크의 추출이 가능하게 된다.

워터마크가 삽입될 때마다 영역 판단부(230)에서는 워터마크가 삽입된 영역이 마지막 영역인가의 여부를 체크하고, 마지막 영역이 아닌 경우에는 워터마크 삽입부(210)로 복귀하여 해당 영역에 워터마크를 삽입한다. 마지막 영역에 대한 워터마크의 삽입이 완결된 디지털 컨텐츠는 해당 디지털 컨텐츠를 사용자가 사용할 수 있는 형태로 변환되어 제공된다. 영역 판단부(230)에서의 영역에 대한 체크는 이전에 화면 분할부에서 이루어진 각 영역의 크기와 폭 등에 대한 위치설정에 대한 데이터를 이용하여 영역의 최종지점을 판단하여 이루어질 수 있다.

상기에서와 같은 과정을 거쳐서 워터마크가 삽입된 디지털 컨텐츠로부터 워터마크를 추출하는 과정을 살펴본다.

워터마크의 추출은 도 1 에서의 워터마크 추출장치(B)에 의하여 이루어진다. 워터마크 추출장치(B)는 기본적으로 먼저, 워터마크를 추출하기 위한 디지털 컨텐츠가 데이터 축적부(300)에서 축적된다. 데이터의 축적은 디지털 컨텐츠를 구성하는 복수개의 화면들을 화면단위로 데이터 값을 가산하는 것으로서, 데이터를 축적하게 되면 이전에 삽입단계에서 이루어졌던 일정한 간격으로 삽입되었던 영역구분 신호와 워터마크 신호가 일정한 위치에서 계속적으로 축적되므로 해당 신호가 점차적으로 강하게 나타나는 특성을 이용한 것이다.

도 7a 는 이렇게 축적된 데이터들의 일 예를 도시한 것이다. 도 7a 에 도시된 그래프에서는 이전의 도 5 와 같이 영역을 3 개로 분할한 경우를 테스트한 것으로서 3 개의 영역을 의미하는 4 개의 피크가 검지된다. 이러한 피크들 사이의 영역이 각각 영역 1, 영역 2 및 영역 3 으로 되며, 이러한 영역들이 워터마크 삽입영역으로 추출이 된다.

이렇게 디지털 컨텐츠가 축적이 되면, 도 7a 에서와 같이 표시될 수 있는 신호들로부터 워터마크의 추출을 위하여 워터마크 추출부(400)에서의 처리가 이루어진다. 워터마크 추출부(400)의 개략적인 구성은 도 6 에 도시되어 있는 것처럼, 축적된 디지털 컨텐츠들로부터 영역을 추출하기 위한 영역 추출부(410), 추출된 영역들에 삽입되어 있는 워터마크를 추출하기 위한 워터마크 검출부(420), 추출된 워터마크들의 간격을 측정하기 위한 워터마크 간격 측정부(430) 및 측정된 간격 내에 워터마크신호의 삽입여부를 측정하여 비트정보로 변환해주는 비트정보 변환부(440)를 포함한다. 이때, 워터마크의 간격 측정부(430)와 비트정보 변환부(440)는 추가적인 정보의 추출을 위한 것으로 생략될 수 있으며 기능적으로 분할되어 있을 뿐이며 하나의 구성으로 형성이 가능하다.

상기에서와 같은 워터마크 추출부(400)의 동작을 살펴보면, 데이터 축적부(300)에서 축적된 데이터로부터 해당 디지털 컨텐츠의 각 화면신호에 포함되어 있는 영역구분신호를 추출하기 위하여 영역 추출부(410)로 입력된다. 영역 추출부(410)에서는 영역추출은 다음과 같은 과정을 통하여 이루어진다. 먼저, 축적된 신호들의 평균을 구하고, 이렇게 얻어진 신호의 평균값과 축적된 신호 값과의 비를 구하고 이러한 과정을 반복한다. 상기의 과정을 통하여 신호의 비를 얻게 되면 이를 임의의 임계값에 대하여 설정된 범위의 최대값과 최소값과 비교하여 해당범위 내에 포함되는가의 여부를 판단한다. 즉, 신호의 비가 상기의 범위 내에 포함되는 경우에는 해당 위치가 워터마크가 삽입되는 영역구분 위치에 해당함을 알 수 있다.

상기에서와 같이 영역 추출부(410)에 의하여 워터마크가 포함되어 있는 영역들에 대한 정보가 추출된 후에는 해당 영역에 대하여 워터마크 검출부(420)에서 워터마크 신호를 추출한다. 워터마크의 추출은 본 출원인에 의하여 출원된 워터마크 삽입 및 추출에 대한 다수의 출원(예, 특허출원 제 2001-23984 호)에서 그 세부과정에 대하여 상세히 기술하고 있으므로 세부적인 설명은 생략한다.

한편, 워터마크 간격 측정부(430)에서는 도 7b 도시된 추출된 워터마크 신호(75)들로부터 그 간격을 측정한다. 예를 들면, 영역 1 에서 5 개의 워터마크 신호가 검출되었고, n = 10 비트 크기의 워터마크 신호를 입력하였다고 하면, d=180 이고 워터마크 간격 d/n = 18 이 된다. 여기서 5 개의 워터마크 신호 간격이 36 이 된다. 이렇게 간격이 측정되면 비트정보 변환부(440)에서는 워터마크의 비트정보를 최종적으로 추출할 수 있다. 즉, 상기의 워터마크 간격 측정부(430)에서 워터마크의 신호간격이 결정되었으므로 상기와 같은 경우에는 "1010101010" 로 구성된 10비트의 정보가 추출된다. 워터마크 신호 간격인 d/n = 18 사이에 워터마크 신호가 존재하면 1 이고, 존재하지 않으면 0 으로 측정된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 워터마크 삽입 및 추출방법은 비디오 편집에도 영향을 적게 받기 때문에 저작권 보호에 탁월한 기능을 수행할 수 있다. 특히,최근에는 소프트웨어 기술의 발달을 통해서 누구나 손쉽게 소프웨어가 있으면 동영상 편집이 가능하다. 이 시점에서 절단(cropping), 크기조정(scaling)등과 같은 다양한 비디오 편집에서도 워터마크 추출이 가능하다는 것은 저작권 보호를 잘 해줄 수 있는 장점을 가지게 된다.

지금까지 본 발명에 따른 화면분할에 의한 디지털 워터마크의 삽입 및 추출방법과 이를 이용한 장치에 대하여 기술된 실시예는 예시적인 것이며, 이에 대한 모든 변형 및 변환은 아래에 명기한 특허청구범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다. 

Claims (20)

1. 디지털 컨텐츠에 디지털 워터마크를 삽입하는 방법에 있어서,

   상기 디지털 컨텐츠의 입력영상을 구성하는 복수의 화면들 각각에 대하여 소정의 크기를 가지는 복수의 영역으로 분할하는 단계; 및

   상기 분할된 복수의 영역 내에 워터마크신호를 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 화면의 분할을 분할하는 단계는

   상기의 복수의 영역들의 경계부에 영역구분신호를 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 삽입되는 영역구분신호의 크기는 소정 크기로 조절되는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화면의 분할은 가로방향과 세로방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입방법.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 워터마크신호의 삽입단계는 상기 분할된 복수의 영역에 대하여 상기 워터마크가 삽입될 때까지 반복되는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입방법.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 삽입될 워터마크신호의 크기를 조절하기 위한 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입방법.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 영역구분신호와 상기 워터마크신호는 서로 다른 값을 가지는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입방법.
8. 워터마크가 삽입된 디지털 컨텐츠로부터 워터마크를 추출하는 방법에 있어서,

   상기 디지털 컨텐츠를 구성하는 영상신호를 각 화면단위로 데이터를 축적하는 단계;

   상기 축적된 데이터로부터 상기 화면 중에서 상기 워터마크가 삽입되어 있는 영역들을 추출하는 단계; 및

   상기 추출된 영역 중에서 상기 워터마크를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 컨텐츠로부터 워터마크를 추출하는 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 추출된 워터마크의 간격을 측정하는 단계; 및

   상기 측정된 간격으로부터 상기 영역 내에 포함되는 워터마크의 비트정보를 추출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마크를 추출하는 방법.
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 워터마크가 삽입된 영역을 추출하는 단계는

    상기 축적된 데이터들의 평균을 계산하는 단계;

    상기 축적된 데이터들의 평균과 축적된 데이터들의 비를 구하는 단계; 및

    상기 신호들간의 비가 소정의 범위 내에 포함되는가의 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마크를 추출하는 방법.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 신호들간의 비가 상기 소정의 범위 내에 포함되는 경우에는 해당 위치가 상기 워터마크가 삽입되는 영역구분 위치임을 결정하는 것을 특징으로 하는 워터마크를 추출하는 방법.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 영역은 적어도 2 이상인 것을 특징으로 하는 워터마크를 추출하는 방법.
13. 디지털 컨텐츠에 디지털 워터마크를 삽입하는 장치에 있어서,

    상기 디지털 컨텐츠의 입력영상을 구성하는 복수의 화면들 각각에 대하여 소정의 크기를 가지는 복수의 영역으로 분할하는 수단; 및

    상기 분할된 복수의 영역 내에 워터마크신호를 삽입하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입장치.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 분할수단은

    영역구분신호를 생성하기 위한 영역구분신호를 생성하기 위한 수단;

    상기 영역구분신호를 소정 크기의 값으로 강도를 조절하기 위한 수단; 및

    상기 강도가 조절된 영역구분신호를 상기 디지털 컨텐츠 신호에 삽입하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입장치.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 강도를 조절하기 위한 수단은 승산기인 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입장치.
16. 제 14 항에 있어서, 상기 영역구분신호의 삽입은 상기의 복수의 영역들의 경계부에 각각 삽입되는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입장치.
17. 제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화면의 분할은 가로방향과 세로방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입장치.
18. 워터마크가 삽입된 디지털 컨텐츠로부터 워터마크를 추출하는 장치에 있어서,

    상기 디지털 컨텐츠를 구성하는 영상신호를 각 화면단위로 데이터를 축적하는 수단;

    상기 축적된 데이터로부터 상기 화면 중에서 상기 워터마크가 삽입되어 있는 영역들을 추출하는 수단; 및

    상기 추출된 영역 중에서 상기 워터마크를 추출하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 컨텐츠로부터 워터마크를 추출하기 위한 워터마크 추출장치.
19. 제 18 항에 있어서, 상기 추출된 워터마크의 간격을 측정하고 측정된 간격으로부터 상기 영역 내에 포함되는 워터마크의 비트정보를 추출하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마크 추출장치.
20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서, 상기 영역추출수단은 상기 디지털 컨텐츠에 삽입되어 있는 영역구분신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 워터마크 추출장치.