KR20130107539A - 워터마크를 삽입 및 검출하는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

비디오 데이터의 양자화 파라미터를 변경하여 비디오 데이터에 워터마크를 삽입하는 워터마크 삽입 방법과, 워터마크가 삽입된 비디오 데이터의 양자화 파라미터를 이용하여 워터마크를 검출하는 워터마크 검출 방법이 제공된다. 비디오 데이터에 삽입할 워터마크를 생성하는 워터마크 생성단계와, 상기 생성된 워터마크에 기초하여 비트열을 생성하는 단계 및 상기 비트열에 기초하여 상기 비디오 데이터의 양자화 파라미터를 미리 정해진 값만큼 변경하는 워터마크 삽입단계를 포함하는 워터마크 삽입 방법이 제공된다.

Description

워터마크를 삽입 및 검출하는 방법 및 장치{Method and Apparatus for Embedding and Detecting Watermark}
본 발명은 워터마크를 삽입 및 검출하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 비디오 데이터 내의 일부 파라미터를 변경하여 보다 용이하게 비디오 데이터에 워터마크를 삽입하고, 워터마크가 삽입된 비디오 데이터로부터 워터마크를 검출하기 위한 방법에 관한 것이다.
디지털 비디오 장치들은 디지털 비디오를 더욱 효율적으로 송신 및 수신하기 위하여, MPEG-2, MPEG-4 또는 H.264/MPEG-4, Part 10, AVC(Advanced Video Coding)과 같은 압축 기술들을 구현한다. 비디오 압축 기술들은 비디오 시퀀스(Sequence)들에 내재하는 잉여정보(redundancy)를 감소시키거나 제거하기 위해 공간 및 시간에 대한 예측을 수행한다.
블록 기반 비디오 압축 기술들에 있어서, 비디오 블록들은 루마(luma, 휘도) 블록들 및 크로마(chroma, 색차) 블록들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 픽셀(pixel)들의 16 x 16 블록은 4개의 8 x 8 루마 블록들 및 2개의 8 x 8 크로마 블록들에 의해 표현될 수 있다. 비디오 코딩에서, Y, Cb, Cr 색 공간(color space)이 통상적으로 이용된다. Y는 루마 성분을 나타내고, Cb는 청색 크로마 성분을 나타내고, Cr은 적색에 대한 크로마 성분을 나타낸다.
한편, 종래에는 비디오 데이터에 워터마크를 삽입하기 위하여, 기계가 판독할 수 있는 코드를 비디오 데이터 내에 삽입하였다. 하지만 이러한 경우, 비디오 데이터의 압축과 같은 데이터를 수정하는 과정을 거치면, 비디오 데이터 내에 삽입된 워터마크의 정보가 왜곡될 수 있는 문제점이 있었다. 또한, 이러한 워터마크의 정보가 왜곡되는 것을 방지하기 위하여 비디오 데이터 내에 워터마크의 정보를 대량으로 삽입하는 경우, 비디오 데이터의 변형이 심해져 해당 비디오 데이터를 보는 사용자가 비디오 데이터가 변형되었음을 인지할 수 있게 되는 문제점이 있었다.
한편, 선행 기술로서, 미국 특허공개번호 US2005/0265576 A1에는 비디오 워터마킹 방법 및 장치에 대한 발명이 개시되어 있는 바, 상기 발명은 비디오 데이터의 이미지 복잡도를 계산하여 장면 단위의 워터마크 삽입 강도를 결정하여 워터마크를 삽입하는 기술에 관한 것이다.
하지만 상술한 선행 기술은 각 장면마다 이미지의 복잡도를 계산하므로, 전체적인 영상 처리 과정이 복잡해지는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 용이하게 삽입된 워터마크를 검출할 수 있고, 삽입된 워터마크를 비디오 데이터의 사용자가 인지할 수 없으며, 간단하게 워터마크를 삽입하고 검출할 수 있는 방법이 요구되고 있다.
본 발명의 일 실시예는 비디오 데이터의 양자화 파라미터를 변경하여, 간단하게 비디오 데이터에 워터마크를 삽입할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 워터마크가 삽입된 비디오 데이터의 양자화 파라미터가 변경되었는지 판단하여 비디오 데이터에 삽입된 워터마크를 검출할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명에 따른 비디오 데이터에 워터마크를 삽입하는 방법은 상기 비디오 데이터에 삽입할 워터마크를 생성하는 워터마크 생성단계와, 상기 생성된 워터마크에 기초하여 비트열을 생성하는 단계 및 상기 비트열에 기초하여 상기 비디오 데이터의 양자화 파라미터를 미리 정해진 값만큼 변경하는 워터마크 삽입단계를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 워터마크 삽입단계는, 상기 비디오 데이터를 미리 정해진 크기의 영역들로 나누어 상기 비트열에 포함된 비트가 한 영역에 각각 대응되도록 각 영역에 해당하는 양자화 파라미터의 값을 변경하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서 상기 미리 정해진 크기의 영역은, 미리 정해진 개수의 연속하는 하나 이상의 프레임에 속하는 미리 정해진 수의 픽셀들로 구성된 픽셀 블록을 하나의 영역으로 할 수 있다.
또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 양자화 파라미터는 비디오 데이터의 크로마 성분에 대한 양자화 파라미터일 수 있다.
또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 워터마크 삽입단계는, 상기 양자화 파라미터의 오프셋 값을 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 워터마크 삽입단계는 양자화 파라미터를 감소시켜 양자화 파라미터를 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 워터마크 삽입단계는 상기 비트열 중 복수의 비트에 대응하도록 복수의 양자화 파라미터를 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 워터마크 삽입 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체일 수 있다.
또한 본 발명에 따른 비디오 데이터에 삽입된 워터마크를 검출하는 방법은 상기 워터마크가 삽입된 비디오 데이터로부터 양자화 파라미터가 변경되었는지 판단하는 단계와, 상기 판단에 기초하여 비트열을 결정하는 단계 및 상기 생성된 비트열로부터 워터마크를 복원하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 양자화 파라미터가 변경되었는지 판단하는 단계는 상기 워터마크가 삽입된 비디오 데이터를 미리 정해진 크기의 영역들로 나누어 각 영역들의 상기 양자화 파라미터가 변경되었는지 판단할 수 있다. 여기서, 상기 미리 정해진 크기의 영역은, 미리 정해진 개수의 연속하는 하나 이상의 프레임에 속하는 미리 정해진 수의 픽셀들로 구성된 픽셀 블록을 하나의 영역으로 구성할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 양자화 파라미터는 상기 비디오 데이터의 크로마 성분에 대한 양자화 파라미터일 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 양자화 파라미터가 변경되었는지 판단하는 단계는 상기 양자화 파라미터의 오프셋 값이 변경되었는지 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 양자화 파라미터가 변경되었는지 판단하는 단계는 상기 워터마크가 삽입된 비디오 데이터와 본래의 원본 비디오 데이터를 비교하고, 상기 워터마크가 삽입된 비디오 데이터와 상기 원본 비디오 데이터의 양자화 파라미터를 변경한 비디오 데이터를 비교하는 단계 및 상기 비교 결과에 기초해서 양자화 파라미터가 변경되었는지 판단하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 원본 비디오 데이터의 양자화 파라미터를 변경한 비디오 데이터는, 양자화 파라미터를 감소시킨 것일 수 있다.
또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 양자화 파라미터의 변경 여부를 판단하는 단계는 복수의 양자화 파라미터의 변경 여부를 판단하는 단계일 수 있다.
또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 워터마크 삽입 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체일 수 있다.
본 발명에 따른 비디오 데이터에 워터마크를 삽입하기 위한 장치는 상기 비디오 데이터에 삽입할 워터마크를 생성하는 워터마크 생성부와, 상기 워터마크 생성부에서 생성한 워터마크에 기초하여 비트열을 생성하는 부호화부 및 상기 비디오 데이터의 양자화 파라미터를 미리 정해진 값만큼 변경하여 상기 생성된 비트열을 상기 비디오 데이터에 삽입하는 워터마크 삽입부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 비디오 데이터에 삽입된 워터마크를 검출하는 장치는 상기 워터마크가 삽입된 비디오 데이터로부터 양자화 파라미터가 변경되었는지 판단하는 판단부와, 상기 판단부의 판단에 기초하여 비트열을 생성하는 비트열 생성부 및 상기 생성된 비트열로부터 워터마크를 생성하는 복호화부를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 데이터에 워터마크를 삽입하는 프로세스를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 워터마크가 삽입된 비디오 데이터로부터 워터마크를 검출하는 프로세스를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 데이터에 워터마크를 삽입하는 워터마크 삽입 장치의 구조를 도시한 구조도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 워터마크가 삽입된 비디오 데이터로부터 워터마크를 검출하는 워터마크 검출 장치의 구조를 도시한 구조도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 워터마크 검출 장치의 판단부를 보다 자세히 도시한 구조도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 데이터를 미리 정해진 크기의 영역으로 분할하는 방법을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 일 실시예를 도시한 도면이다.
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 부분에 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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 데이터에 워터마크를 삽입하는 프로세스를 도시한 도면이다. 본 도 1에 대하여는 본 발명의 프로세스의 주요 사항에 대하여만 설명하고, 중복되는 사항에 대하여는 도 3에서 자세히 설명하도록 한다.
우선, 비디오 데이터에 삽입할 워터마크를 생성하는 워터마크 생성한다(S110). 이후, 생성된 워터마크에 기초하여 비트열을 생성한다(S120). 다음으로, 생성된 비트열에 기초하여 비디오 데이터의 양자화 파라미터(Quantization Parameter; QP)를 미리 정해진 값만큼 변경하는 워터마크 삽입단계를 수행한다(S130).
또한, 단계 S110은, 워터마크로 삽입할 정보를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 단계 S120은, 워터마크를 부호화 하여 비트열을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 단계 S130은, 비디오 데이터를 미리 정해진 크기의 영역으로 나누어, 각 영역별로 양자화 파라미터를 변경하는 단계를 포함 수 있다.
또한, 단계 S130의 양자화 파라미터는, 비디오 데이터의 크로마(chroma) 성분에 대한 양자화 파라미터일 수 있다.
또한, 단계 S130은, 양자화 파라미터의 오프셋 값을 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 단계 S130은, 양자화 파라미터가 증가하여 오버플로(overflow)가 발생하는 것을 방지하기 위하여, 양자화 파라미터를 증가시키지 않고 양자화 파라미터의 감소에 의해서만 양자화 파라미터를 변경할 수 있다.
또한, 단계 S130은, 단계 S120에서 생성된 비트열 중 복수의 비트에 대응하도록 복수의 양자화 파라미터를 변경하도록 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 워터마크가 삽입된 비디오 데이터로부터 워터마크를 검출하는 프로세스를 도시한 도면이다. 도 2에 대하여는 본 발명의 프로세스의 주요 사항에 대하여만 설명하고, 중복되는 사항에 대하여는 도 4 및 도 5에서 자세히 설명하도록 한다.
우선, 워터마크가 삽입된 비디오 데이터로부터 양자화 파라미터가 변경되었는지 판단한다(S210). 이후, 상기 판단에 기초하여 비트열을 결정한다(S220). 다음으로, 단계 S220에서 결정된 비트열로부터 워터마크를 복원할 수 있다(S230).
또한, 단계 S210은, 비디오 데이터를 미리 정해진 크기의 영역으로 나누어, 각 영역별로 양자화 파라미터가 변경되었는지 판단하는 단계를 포함 수 있다.
또한, 양자화 파라미터는, 비디오 데이터의 크로마(chroma) 성분에 대한 양자화 파라미터일 수 있다.
또한, 단계 S210은, 양자화 파라미터의 오프셋 값이 변경되었는지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 단계 S210은, 워터마크가 삽입된 비디오 데이터와 본래의 원본 비디오 데이터를 비교하고, 워터마크가 삽입된 비디오 데이터와 원본 비디오 데이터의 양자화 파라미터를 변경한 테스트용 데이터를 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 두 비교 결과에 기초해서 양자화 파라미터가 변경되었는지 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
세 가지 비디오 데이터의 비교 결과, 워터마크가 삽입된 비디오 데이터가 원본 비디오 데이터 및 양자화 파라미터를 변경한 비디오 데이터 중 어느 데이터와 더 유사한지 여부에 따라 양자화 파라미터가 변경되었는지 판단될 수 있다.
또한, 단계(S220)은, 양자화 파라미터의 변경 여부에 따라서 비트열을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서 비트열은 길이가 정해지지 않은 비트열 일 수 있다.
또한, 양자화 파라미터가 변경되었는지 판단하는 단계(S210)는, 복수의 양자화 파라미터가 변경되었는지 판단하여, 비트열 생성 단계(S220)에서 이에 대응하여 비트열을 생성하도록 할 수 있다.
생성된 비트열로부터 워터마크를 복원하는 단계(S230)는, 생성된 비트열을 복호화 하여 워터마크를 복원할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 데이터에 워터마크를 삽입하는 워터마크 삽입 장치의 구조를 도시한 구조도이다.
워터마크 생성부(310)는 비디오 데이터에 워터마크로 삽입할 정보를 생성할 수 있다.
부호화부(320)는, 생성부(310)에서 생성한 워터마크를 부호화 하여 비트열을 생성할 수 있다. 도 3에서 도시하고 있는 바와 같이, 비트열은 길이가 정해지지 않은 비트열 일 수 있다.
워터마크 삽입부(330)는, 부호화부(320)에서 생성한 비트열에 대응하여 원본 비디오 데이터의 양자화 파라미터를 변경하여 워터마크가 삽입된 비디오 데이터를 생성할 수 있다.
여기서, 워터마크 삽입부(330)는, 사람이 비디오 데이터의 변경을 인지하지 못하도록 하기 위하여 양자화 파라미터를 1 또는 2만큼 변경할 수 있다.
예를 들어, 비트열 생성부(320)에서 생성된 비트열의 0에 대하여는 양자화 파라미터를 1만큼 증가시키고, 비트열 생성부(320)에서 생성된 비트열의 1에 대하여는 양자화 파라미터를 1만큼 감소시킬 수 있다.
또한, 워터마크 삽입부(330)는, 비디오 데이터를 미리 정해진 크기의 영역으로 나누어, 영역별로 비트열에 포함된 비트가 각각 대응되도록 양자화 파라미터를 변경할 수 있다.
미리 정해진 크기의 영역은 화상에서 미리 정해진 개수의 연속하는 하나 이상의 프레임에 속하는 미리 정해진 수의 픽셀들로 구성된 픽셀 블록을 하나의 영역으로 구성할 수 있다. 예를 들어, 도 6에서 도시하고 있는 바와 같이, 화상 그룹(Group Of Picture; GOP)에서 6개의 프레임에서 가로로 30개의 픽셀, 세로로 30개의 픽셀에 해당하는 정사각형의 내부에 속하는 픽셀들을 하나의 픽셀 블록으로 구성할 수 있다.
또한, 워터마크 삽입부(330)의 양자화 파라미터는, 비디오 데이터의 크로마(chroma) 성분에 대한 양자화 파라미터일 수 있다.
즉, Y, Cr, Cb 컬러 포맷(Color Format)에 있어서, Cr 또는 Cb 성분에 대한 양자화 파라미터를 변경함으로써 비트열에 대응하여 비디오 데이터의 양자화 파라미터가 변경될 수 있다.
예를 들어, 디지털 비디오 압축 기술에 있어서, 단순화된 역 스케일링 공식(Simplified formula of inverse scaling)은 다음과 같다.
Figure pat00001
여기서, W는 스케일되지 않은 크로마 값(unscaled chroma value), Z는 스케일된 크로마 값(scaled chroma value), QP는 양자화 파라미터, a는 스케일링 상수(scaling constant)를 의미한다.
수학식 1에 따르면, 양자화 파라미터를 감소시켜 스케일되지 않은 크로마 값을 변경할 수 있다. 따라서, 양자화 파라미터를 변경하는 방법을 통하여 비디오 데이터에 워터마크를 삽입하면, 변경된 크로마 값을 기준으로 워터마크가 삽입된 비디오 데이터를 압축함으로써, 삽입된 워터마크가 비디오 데이터 압축 시 왜곡되지 않을 수 있다.
또한, 워터마크 삽입부(330)는, 양자화 파라미터의 오프셋 값을 변경하여 양자화 파라미터를 변경 할 수 있다.
예를 들어, 크로마 성분의 양자화 파라미터는 다음의 수학식에 따라 결정될 수 있다.
Figure pat00002
Figure pat00003
여기서, QP_Y는 루마 성분의 양자화 파라미터 값, QP_offset은 크로마 성분들의 양자화 파라미터의 오프셋 값, QpBdOffset_C는 크로마 배열(chroma arrays)의 샘플의 비트 깊이(bit depth)를 의미한다. 수학식 2에서 나타내는 바와 같이 비디오 데이터의 양자화 파라미터의 오프셋 값을 변경하여 양자화 파라미터를 변경할 수 있다. 즉, 워터마크 삽입부(330)는 QP_offset값을 변경하여 워터마크를 삽입 할 수 있다.
또한, 워터마크 삽입부(330)는, 양자화 파라미터가 증가하여 오버플로(overflow)가 발생하는 것을 방지하기 위하여, 양자화 파라미터를 증가시키지 않고 양자화 파라미터의 감소에 의해서만 양자화 파라미터를 변경할 수 있다.
또한, 워터마크 삽입부(330)는, 부호화부(320)에서 생성된 비트열 중 복수의 비트에 대응하도록 복수의 양자화 파라미터를 변경하도록 할 수 있다.
예를 들어, C_b 성분에 대한 QP_offset값을 첫 번째 크로마 양자화 파라미터의 오프셋 값(이하 “chroma_qp_index_offset”이라 한다)으로 설정하고, C_R성분에 대한 QP_offset값을 두 번째 크로마 양자화 파라미터의 오프셋 값(이하 “second_chroma_qp_index_offset”이라 한다)으로 설정하여, 다음과 같이 워터마크를 삽입할 수 있다.
1. 부호화부(320)에서 생성한 비트열 중 “00”에 대응하여 chroma_qp_index_offset 및 second_chroma_qp_index_offset를 변경하지 않는다.
2. 부호화부(320)에서 생성한 비트열 중 “01”에 대응하여 second_chroma_qp_index_offset 값만 1만큼 감소시킨다.
3. 부호화부(320)에서 생성한 비트열 중 “10”에 대응하여 chroma_qp_index_offset 값만 1만큼 감소시킨다.
4. 부호화부(320)에서 생성한 비트열 중 “11”에 대응하여 chroma_qp_index_offset 및 second_chroma_qp_index_offset 값을 각각 1만큼 감소시킨다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 워터마크가 삽입된 비디오 데이터로부터 워터마크를 검출하는 워터마크 검출 장치(400)의 구조를 도시한 구조도이다.
판단부(410)는 워터마크가 삽입된 비디오 데이터의 원본 데이터와 비교하여 양자화 파라미터가 변경되었는지를 판단할 수 있다.
판단부(410)에 대한 자세한 설명은 보다 자세한 도면인 도 5와 함께 설명한다.
또한, 비트열 결정부(420)는, 양자화 파라미터의 변경 여부에 따라서 비트열을 결정할 수 있다. 여기서, 비트열은 길이가 정해지지 않은 비트열 일 수 있다.
예를 들어, 워터마크 삽입 시 비트열의 0에 대해서는 비디오 데이터를 변경하지 않고, 비트열의 1에 대해서 양자화 파라미터를 1만큼 감소시키는 것으로 규칙이 정해진 경우, 다음과 같이 비트열을 결정할 수 있다. 양자화 파라미터가 변경되지 않은 것으로 판단되면 비트 0으로 결정하고, 양자화 파라미터가 1만큼 감소된 것으로 판단되면 비트 1으로 결정하여, 비디오 데이터 내 여러 영역의 판단 결과에 따라 생성된 비트들을 조합하여 비트열을 결정할 수 있다.
복호화부(430)는, 결정된 비트열을 복호화 하여 워터마크를 복원할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 워터마크 검출 장치의 판단부(410)를 보다 자세히 도시한 구조도이다.
비교부(510)는 워터마크가 삽입된 비디오 데이터, 원본 비디오 데이터 및 원본 비디오 데이터로부터 양자화 파라미터를 변경한 테스트용 비디오 데이터를 비교할 수 있다.
여기서, 원본 비디오 데이터는 워터마크 검출 장치(400)에 내장되어 있거나 외부에 존재하는 저장부(530)로부터 얻을 수 있다. 테스트용 비디오 데이터는 저장부(530)로부터 얻거나, 저장부(530)로부터 얻은 원본 비디오 데이터의 양자화 파라미터를 변경하여 얻을 수 있다.
또한, 비교부(510)는, 워터마크가 삽입된 비디오 데이터와 본래의 원본 비디오 데이터를 비교하고, 워터마크가 삽입된 비디오 데이터와 테스트용 비디오 데이터를 비교할 수 있다.
또한, 비교부(510)는, 각각의 비디오 데이터를 워터마크 삽입 시 미리 정해진 크기의 영역으로 나누어, 각 영역별로 각 데이터를 비교할 수 있다.
미리 정해진 크기의 영역은 화상에서 미리 정해진 개수의 연속하는 하나 이상의 프레임에 속하는 미리 정해진 수의 픽셀들로 구성된 픽셀 블록을 하나의 영역으로 구성할 수 있다.
테스트용 비디오 데이터는 워터마크 삽입 시 정해진 규칙과 동일하게 원본 비디오 데이터의 양자화 파라미터가 모두 변경된 비디오 데이터일 수 있다.
예를 들어, 워터마크 삽입 시, 비트열에 포함된 비트 중 비트 1에 대응하여 양자화 파라미터를 1만큼 감소시키는 경우, 이에 상응하여 원본 비디오 데이터의 양자화 파라미터를 변경한 비디오 데이터는 원본 비디오 데이터로부터 양자화 파라미터가 1만큼 감소된 비디오 데이터일 수 있다.
결정부(520)는 비교부(510)의 비교 결과에 기초해서 각 비디오 데이터의 비교 결과, 워터마크가 삽입된 비디오 데이터가 원본 비디오 데이터 및 테스트용 비디오 데이터 중 어느 데이터와 더 유사한지 여부를 결정할 수 있다. 상기 결정에 기초하여 양자화 파라미터가 변경되었는지 판단할 수 있다.
예를 들어, 워터마크가 삽입된 비디오 데이터가 테스트용 비디오 데이터보다 원본 비디오 데이터와 상대적으로 더 유사한 것으로 결정한 경우, 양자화 파라미터가 변경되지 않은 것으로 판단할 수 있다. 다른 한편으로는, 워터마크가 삽입된 비디오 데이터가 원본 비디오 데이터보다 테스트용 비디오 데이터와 상대적으로 더 유사한 것으로 결정한 경우, 양자화 파라미터가 변경된 것으로 판단할 수 있다.
또한, 비교부(510)는, 워터마크가 삽입된 비디오 데이터, 원본 비디오 데이터 및 테스트용 비디오 데이터의 비교 대상이 될 영역의 양자화 파라미터의 평균 값을 구할 수 있다. 워터마크가 삽입된 비디오 데이터와 원본 비디오 데이터 및 테스트용 비디오 데이터의 양자화 파라미터의 평균값의 차이를 각각 구할 수 있다. 여기서, 결정부(520)는 각 양자화 파라미터의 평균값의 차이가 더 작은 데이터와 워터마크가 삽입된 데이터가 더 유사한 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 양자화 파라미터의 평균 값 대신, 표준편차와 같은 다른 통계수치 또한 이용될 수 있다.
여기서, 비교 대상이 될 영역은 각 데이터 내에서 동일한 곳에 위치한 데이터 영역일 수 있다.
또한, 원본 비디오 데이터 및 테스트용 데이터는, 워터마크 삽입 방법에 따라서 양자화 파라미터를 변경한 값이 서로 다른 두 양자화 파라미터를 변경한 비디오 데이터로 대체될 수 있다.
예를 들어, 워터마크 삽입 시, 비트열의 0에 대응하여 비디오 데이터의 양자화 파라미터를 1만큼 감소시키고, 비트열의 1에 대응하여 비디오 데이터의 양자화 파라미터를 1만큼 증가시킨 경우, 원본 비디오 데이터 및 테스트용 비디오 데이터 대신 양자화 파라미터를 1만큼 감소시킨 제1 테스트용 비디오 데이터 및 양자화 파라미터를 1만큼 증가시킨 제2 테스트용 비디오 데이터로 대체할 수 있다.
또한, 양자화 파라미터는, 비디오 데이터의 크로마(chroma) 성분에 대한 양자화 파라미터일 수 있다. 즉, 결정부(520)는, 비교부(510)의 비교 결과에 따라서 Y, Cr, Cb 색 공간에 있어서, Cr 또는 Cb 성분에 대한 양자화 파라미터가 변경되었는지 여부를 판단할 수 있다.
또한, 결정부(520)는, 비교부(510)의 비교 결과에 기초해서 양자화 파라미터의 오프셋 값이 변경되었는지 여부를 판단할 수 있다.
또한, 비교부(510)는, 비디오 데이터를 워터마크 삽입 시 미리 정해진 크기의 영역으로 나누어, 각 영역별로 양자화 파라미터가 변경되었는지 판단할 수 있다.
미리 정해진 크기의 영역은 화상에서 미리 정해진 개수의 연속하는 하나 이상의 프레임에 속하는 미리 정해진 수의 픽셀들로 구성된 픽셀 블록을 하나의 영역으로 구성할 수 있다.
또한, 비교부(510)는, 복수의 양자화 파라미터에 대하여 비디오 데이터들을 비교하고, 결정부(520)는, 복수의 양자화 파라미터가 변경되었는지 판단하여, 비트열 결정부(420)에서 이에 대응하여 비트열을 결정하도록 할 수 있다.
여기서, 비교부(510)는 원본 비디오 데이터와 C_b 성분에 대한 양자화 파라미터를 변경한 제1 테스트용 비디오 데이터, C_R성분에 대한 양자화 파라미터를 변경한 제2 테스트용 비디오 데이터, C_b 성분 및 C_R성분에 대한 양자화 파라미터를 변경한 제3 테스트용 비디오 데이터를 각각 비교할 수 있다.
예를 들어, C_b 성분에 대한 QP_offset값을 chroma_qp_index_offset이라 하고, C_R성분에 대한 QP_offset값을 second_chroma_qp_index_offset이라 하여, 비트열 결정부(420)에서 다음과 같이 비트열을 결정하도록 할 수 있다.
1. chroma_qp_index_offset 및 second_chroma_qp_index_offset이 모두 변경되지 않은 것으로 판단되는 경우, 비트열에 “00”을 추가한다.
2. chroma_qp_index_offset값만 1만큼 감소된 것으로 판단되는 경우, 비트열에 “01”을 추가한다.
3. second_chroma_qp_index_offset값만 1만큼 감소된 것으로 판단되는 경우, 비트열에 “10”을 추가한다.
4. chroma_qp_index_offset 및 second_chroma_qp_index_offset이 모두 변경된 것으로 판단되는 경우, 비트열에 “11”을 추가한다.
이 때, 비교부(510)는, 워터마크가 삽입된 비디오 데이터를 원본 비디오 데이터, 원본 비디오 데이터에서 chroma_qp_index_offset만 1만큼 감소된 비디오 데이터, 원본 비디오 데이터에서 second_chroma_qp_index_offset만 1만큼 감소된 비디오 데이터 및 chroma_qp_index_offset 및 second_chroma_qp_index_offset이 모두 변경된 비디오 데이터와 각각 비교한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예를 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 비디오 데이터를 재생하거나 저장하고 있는 장치에서, 비디오 데이터를 재생하거나 저장된 비디오 데이터를 복사할 때, 비디오 데이터에 실시간으로 워터마크를 통해 정보를 삽입할 수 있다.
워터마크를 통해 삽입되는 정보는, 비디오 데이터가 재생되거나 복사된 날짜나 시각, 비디오 데이터가 재생되거나 복사된 장치의 위치 및 비디오 데이터를 재생하거나 저장하고 있는 장치를 식별하기 위한 정보 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 간단하게 비디오 데이터 내에 워터마크를 삽입할 수 있으며, 삽입된 워터마크를 용이하게 검출할 수 있다.
또한, 전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 사용자가 인지할 수 없도록 양자화 파라미터를 변경하여 워터마크를 삽입할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 과제 해결 수단 중 하나에 의하면 간단하게 워터마크를 삽입할 수 있으므로, 비디오 데이터를 재생하거나 저장하고 있는 장치에서 비디오 데이터가 어느 곳에서 언제 재생되거나 복사가 되었는지에 대한 정보를 포함하여 워터마크를 삽입할 수 있다. 따라서, 비디오 데이터를 누가 사용하고 복사하였는지 알 수 있도록 함으로써 비디오 데이터에 대한 저작권을 보호할 수 있다.
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.

Claims (27)

  1. 비디오 데이터에 워터마크를 삽입하는 방법에 있어서,
    상기 비디오 데이터에 삽입할 워터마크를 생성하는 워터마크 생성단계;
    상기 생성된 워터마크에 기초하여 비트열을 생성하는 단계; 및
    상기 비트열에 기초하여 상기 비디오 데이터의 양자화 파라미터를 미리 정해진 값만큼 변경하는 워터마크 삽입단계
    를 포함하는 워터마크 삽입 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 워터마크 삽입단계는,
    상기 비디오 데이터를 미리 정해진 크기의 영역들로 나누어, 상기 비트열에 포함된 비트가 한 영역에 각각 대응되도록 각 영역에 해당하는 양자화 파라미터의 값을 변경하는 단계를 포함하는 워터마크 삽입 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 미리 정해진 크기의 영역은,
    미리 정해진 개수의 연속하는 하나 이상의 프레임에 속하는 미리 정해진 수의 픽셀들로 구성된 픽셀 블록을 하나의 영역으로 하는 것인 워터마크 삽입 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 양자화 파라미터는,
    비디오 데이터의 크로마 성분에 대한 양자화 파라미터인 것인 워터마크 삽입 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 워터마크 삽입단계는,
    상기 양자화 파라미터의 오프셋 값을 변경하는 단계를 포함하는 워터마크 삽입 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 워터마크 삽입단계는,
    양자화 파라미터를 감소시켜 양자화 파라미터를 변경하는 단계를 포함하는 워터마크 삽입 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 워터마크 삽입단계는,
    상기 비트열 중 복수의 비트에 대응하도록 복수의 양자화 파라미터를 변경하는 단계를 포함하는 워터마크 삽입 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 워터마크 삽입 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
  9. 비디오 데이터에 삽입된 워터마크를 검출하는 방법에 있어서,
    상기 워터마크가 삽입된 비디오 데이터로부터 양자화 파라미터가 변경되었는지 판단하는 단계;
    상기 판단에 기초하여 비트열을 결정하는 단계; 및
    상기 생성된 비트열로부터 워터마크를 복원하는 단계
    를 포함하는 워터마크 검출 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 양자화 파라미터가 변경되었는지 판단하는 단계는,
    상기 워터마크가 삽입된 비디오 데이터를 미리 정해진 크기의 영역들로 나누어 각 영역들의 상기 양자화 파라미터가 변경되었는지 판단하는 단계인 워터마크 검출 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 미리 정해진 크기의 영역은,
    미리 정해진 개수의 연속하는 하나 이상의 프레임에 속하는 미리 정해진 수의 픽셀들로 구성된 픽셀 블록을 하나의 영역으로 하는 것인 워터마크 검출 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 양자화 파라미터는,
    상기 비디오 데이터의 크로마 성분에 대한 양자화 파라미터인 워터마크 검출 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 양자화 파라미터가 변경되었는지 판단하는 단계는,
    상기 양자화 파라미터의 오프셋 값이 변경되었는지 판단하는 단계를 포함하는 워터마크 검출 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 양자화 파라미터가 변경되었는지 판단하는 단계는,
    상기 워터마크가 삽입된 비디오 데이터와 본래의 원본 비디오 데이터를 비교하고, 상기 워터마크가 삽입된 비디오 데이터와 상기 원본 비디오 데이터의 양자화 파라미터를 변경한 비디오 데이터를 비교하는 단계; 및
    상기 비교 결과에 기초해서 양자화 파라미터가 변경되었는지 판단하는 단계를 포함하는 워터마크 검출 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 원본 비디오 데이터의 양자화 파라미터를 변경한 비디오 데이터는,
    양자화 파라미터를 감소시킨 것인 워터마크 검출 방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 양자화 파라미터의 변경 여부를 판단하는 단계는,
    복수의 양자화 파라미터의 변경 여부를 판단하는 단계인 워터마크 검출 방법.
  17. 제9항 내지 제16항 중 어느 한 항의 워터마크 검출 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
  18. 비디오 데이터에 워터마크를 삽입하기 위한 장치에 있어서,
    상기 비디오 데이터에 삽입할 워터마크를 생성하는 워터마크 생성부;
    상기 워터마크 생성부에서 생성한 워터마크에 기초하여 비트열을 생성하는 부호화부; 및
    상기 비디오 데이터의 양자화 파라미터를 미리 정해진 값만큼 변경하여 상기 생성된 비트열을 상기 비디오 데이터에 삽입하는 워터마크 삽입부
    를 포함하는 워터마크 삽입 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 양자화 파라미터는,
    비디오 데이터의 크로마 성분에 대한 양자화 파라미터인 것인 워터마크 삽입 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 워터마크 삽입부는,
    상기 양자화 파라미터의 오프셋 값을 변경하는 것인 워터마크 삽입 장치.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 워터마크 삽입부는,
    상기 비디오 데이터를 미리 정해진 크기의 영역으로 나누어, 상기 비트열에 포함된 비트가 한 영역에 각각 대응되도록 각 영역에 해당하는 양자화 파라미터의 값을 변경하는 것인 워터마크 삽입 장치.
  22. 비디오 데이터에 삽입된 워터마크를 검출하는 장치에 있어서,
    상기 워터마크가 삽입된 비디오 데이터로부터 양자화 파라미터가 변경되었는지 판단하는 판단부;
    상기 판단부의 판단에 기초하여 비트열을 생성하는 비트열 생성부; 및
    상기 생성된 비트열로부터 워터마크를 생성하는 복호화부
    를 포함하는 워터마크 검출 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 워터마크가 삽입된 비디오 데이터와 본래의 원본 비디오 데이터를 비교하고, 상기 워터마크가 삽입된 비디오 데이터와 상기 원본 비디오 데이터의 양자화 파라미터를 변경한 비디오 데이터를 비교하여 양자화 파라미터가 변경되었는지 판단하는 것인 워터마크 검출 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 워터마크가 삽입된 비디오 데이터, 상기 원본 비디오 데이터, 및 상기 양자화 파라미터를 변경한 비디오 데이터를 미리 정해진 크기의 영역으로 나누어 상기 나누어진 각 영역 별로 데이터를 비교하는 것인 워터마크 검출 장치.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 미리 정해진 크기의 영역은,
    미리 정해진 개수의 연속하는 하나 이상의 프레임에 속하는 미리 정해진 수의 픽셀들로 구성된 픽셀 블록을 하나의 영역으로 하는 것인 워터마크 검출 장치.
  26. 제22항에 있어서,
    상기 양자화 파라미터는
    상기 비디오 데이터의 크로마 성분에 대한 양자화 파라미터인 것인 워터마크 검출 장치.
  27. 제22항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 양자화 파라미터의 오프셋 값의 변경 여부에 따라 양자화 파라미터가 변경되었는지 판단하는 것인 워터마크 검출 장치.
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KR101651421B1 (ko) * 2015-07-13 2016-08-26 동국대학교 산학협력단 컬러 압축 영상에 깊이 정보를 은닉하는 방법

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