KR20140091081A

KR20140091081A - 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법

Info

Publication number: KR20140091081A
Application number: KR1020120142916A
Authority: KR
Inventors: 김상수; 윤영득; 권오진
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2012-12-10
Publication date: 2014-07-21
Also published as: KR101442017B1

Abstract

본 발명의 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법은 다양한 종류의 소스 이미지로부터 선택된 이미지가 분할되고, 상기 선택된 이미지에 변조된 위치 및 자기 정보를 이용해 워터마크가 삽입되고, 워터마크가 삽입된 상기 선택된 이미지가 코딩(Coding)되어 워터마킹된 이미지로 생성되는 워터마크 삽입로직과; 상기 워터마크 삽입로직의 적용으로 생성된 워터마킹 이미지로부터 선택된 워터마킹 이미지가 분할되고, 상기 선택된 워터마킹 이미지에 변조된 위치 및 자기 정보를 이용해 삽입된 워터마크 비트가 추출되며, 추출 워터마크 비트와 삽입 워터마크 비트가 서로 비교되어 상기 소스 이미지의 위조 및 변조 여부를 판정하는 워터마크 검출로직을 포함함으로써, 원본 디지털 미디어 데이터의 위조 및 변조 여부에 대한 판별은 물론 위조 및 변조된 영역의 위치도 정확하게 알 수 있는 특징을 갖는다.

Description

워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법{Watermarking Generation, Insert and Detection Method}

본 발명은 디지털 콘텐츠의 원본에 대한 위조 및 변조 여부를 방지하기 위한 워터마킹에 관한 것으로, 특히 JPEG(Joint Photographic Coding Experts Group)이미지 콘텐츠를 포함한 어떠한 이미지에서도 워터마크 생성과 삽입 및 검출이 용이한 워터마킹 기법에 관한 것이다.

일반적으로 워터마킹 기법은 원본 디지털 콘텐츠를 손쉬운 조작으로 복사 및 편집이 용이한 디지털 미디어 데이터의 위변조를 방지하고, 원본 디지털 콘텐츠의 위변조에 따른 악의적인 사용을 방지할 수 있는 한 방식이다.

즉, 워터마킹 기법은 디지털 콘텐츠에 사용자의 ID(Identification)나 자신만의 정보가 눈에 띄지 않도록 워터마크로 은닉됨으로써 워터마킹된 디지털 콘텐츠가 불법적으로 복제되는 것을 막고 디지털 콘텐츠의 저작권이 보호될 수 있고, 특히 디지털 콘텐츠로부터 워터마크가 체크됨으로써 원본 디지털 콘텐츠임이 증명될 수 있는 근거를 갖게 하는 기술을 의미한다.

특히, 디지털 기술이 발전하면서 원본 디지털 콘텐츠에 대한 위조 및 변조 기술도 더욱 다양해짐으로써, 워터마킹 기법도 이에 대응할 필요성이 대두되고 있다.

국내특허공개 10-2003-0012487(2003년02월12일)

상기 특허문헌은 워터마킹과 해쉬함수(Hash Function)를 이용함으로써 영상 및 음향에 대한 위변조 여부를 인증하고, 제작자의 저작권 명시로 저작권을 보호 및 불법적인 유통 및 복제도 사전에 방지할 수 있는 기술의 예를 나타낸다.

하지만, 상기 특허문헌은 단순히 해쉬함수(Hash Function)를 적용해 영상의 위조 및 변조 여부 만 파악됨으로써 워터마크의 삽입 및 검출에 관한 차별화되고 더욱 진보된 기술의 예를 제시하지 못하고 있다.

특히, 급속도로 발전하는 디지털 기술로 엄청난 양의 디지털 멀티미디어 데이터가 손쉽게 이용 가능해짐으로써, 워터마킹 기법에서도 영상의 워터마킹은 물론 어떠한 방식의 워터마킹 영상에서도 위조 및 변조된 영역의 위치를 정확히 검출해주는 기술이 필요할 수밖에 없다.

이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명은 변조된 위치 및 자기 정보를 이용하여 워터마크를 삽입함으로써 워터마킹된 디지털 미디어 데이터의 위조 및 변조 여부가 불가능하고, 특히 변조된 위치 및 자기 정보를 이용해 삽입된 워터마크가 검출됨으로써 원본 디지털 미디어 데이터의 위조 및 변조 여부에 대한 판별은 물론 위조 및 변조된 영역의 위치도 정확하게 알 수 있는 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법은 다양한 종류의 소스 이미지로부터 선택된 이미지가 분할되고, 상기 선택된 이미지에 변조된 위치 및 자기 정보를 이용해 워터마크가 삽입되고, 워터마크가 삽입된 상기 선택된 이미지가 코딩(Coding)되어 워터마킹된 이미지로 생성되는 워터마크 삽입로직과;

상기 워터마크 삽입로직의 적용으로 생성된 워터마킹 이미지로부터 선택된 워터마킹 이미지가 분할되고, 상기 선택된 워터마킹 이미지에 변조된 위치 및 자기 정보를 이용해 삽입된 워터마크 비트가 추출되며, 추출 워터마크 비트와 삽입 워터마크 비트가 서로 비교되어 상기 소스 이미지의 위조 및 변조 여부를 판정하는 워터마크 검출로직; 이 포함된 것을 특징으로 한다.

상기 워터마크 삽입로직과 상기 워터마크 검출로직은 JPEG(Joint Photographic Coding Experts Group)이미지가 포함된 디지털 콘텐츠인 것을 특징으로 한다.

상기 워터마크 삽입로직은 상기 선택된 이미지를 일정 크기의 블록으로 분할하는 이미지 분할단계;

상기 분할된 블록의 DCT(Discrete Cosine Transform)계수를 산출하는 DCT계수 산출단계;

상기 DCT계수로부터 워터마크 삽입 계수가 지정되고, 상기 워터마크 삽입 계수 지정 후 상기 분할된 블록에서 워터마크 비트가 삽입될 블록이 선정되는 워터마크 비트 위치 선정단계;

상기 워터마크 비트를 생성하여 워터마크가 구성되고, 상기 구성된 워터마크를 상기 분할된 블록으로 삽입하는 워터마크 삽입단계; 가 포함되어진 것을 특징으로 한다.

상기 DCT계수 산출단계에서, 상기 DCT계수는 상기 소스 이미지에서 변환되는 AC와 DC중 이미지에 심한 변화가 일어나지 않는 상기 AC를 이용하여 산출된다.

상기 워터마크 삽입단계는 워터마크를 이루는 구성요소로 워터마크를 구성하고, 상기 구성된 워터마크를 암호학적 해쉬함수(Hash Function)의 입력으로 제공하며, 상기 해쉬함수(Hash Function)의 출력값을 이용해 랜덤숫자를 생성하고, 상기 생성된 랜덤숫자로부터 상기 워터마크 비트가 생성되면, 상기 생성된 워터마크 비트가 상기 워터마크가 구성되어 상기 분할된 블록으로 삽입된다.

상기 구성된 워터마크의 정보는 유저키(User Key)와, 상기 워터마크의 삽입 정보와, 상기 DCT 계수의 양자화된 계수 값과, 상기 워터마크가 삽입되지 않는 상위 비트이고, 이들이 정렬되어 상기 해쉬함수(Hash Function)의 입력으로 이용된다.

상기 DCT계수는 상기 DCT계수의 성분중 Y성분 DCT 계수이고, 상기 Y성분 DCT 계수들의 n x n 블록 bn내의 위치 정보와 각 위치별 삽입하는 워터마크 비트 수 n으로 정의되고, 상기 n x n 블록은 8 x 8 블록이다.

상기 워터마크가 삽입되지 않는 상위 비트는 상기 n x n 블록이 8 x 8 블록이고, 상기 DCT계수의 성분중 Y성분 DCT 계수이며, 상기 Y성분 DCT 계수들의 n x n 블록 bn내의 위치 정보와 각 위치별 삽입하는 워터마크 비트 수 n으로 정의되고, 상기 양자화된 DCT 계수 값은 bn과b0, b1, b2, … , b7 블록의 CbCr 값을 구성하는 양자화된 DCT 계수 값들로 정의되면, 상기 bn과 b0, b1, b2, … , b7 블록의 Y성분 값을 구성하는 상기 양자화된 DCT 계수 값의 비트 중에서 정의된다.

상기 해쉬함수(Hash Function)는 MD-5와 SHA-1, HAS-160, SHA-512, SHA-256 중 어느 하나가 적용되고, 상기 해쉬함수(Hash Function)로 정의되는 모든 종류의 해쉬함수 중 어느 하나가 적용딘다.

상기 랜덤숫자열(Random Number Row)은 불규칙적으로 발생된 0과 1 중 하나의 값이다.

상기 분할된 블록으로 삽입되는 상기 워터마크 비트의 양은 상기 DCT 계수의 절대값의 크기에 따라 비례하여 조절되고, 상기 비트의 양 n은 각각의 상기 DCT 계수를 구성하는 8비트 중 최하위비트(LSB:Least Significant Bit)부터 하위비트에 차례로 삽입된다.

상기 워터마크 삽입단계가 수행되고 난 후, 상기 삽입된 워터마크가 코딩된 후 워터마킹 이미지로 전환되는 워터마킹 이미지 형성단계;가 더 수행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 워터마크 검출로직은 상기 추출 워터마크 비트와 상기 삽입 워터마크 비트가 서로 비교되는 비교조건추출단계;

상기 추출 워터마크 비트가 삽입 워터마크 비트와 동일한지 여부를 판단하는 비교판단단계;

상기 동일 여부에 대한 판단이 이루어지고 나면, 상기 추출 워터마크 비트가 추출된 상기 선택된 워터마킹 이미지에 대한 위조 또는 변조여부가 판단되어 원본과 다른지 여부가 결정되는 위변조판단단계; 가 포함되어진 것을 특징으로 한다.

상기 비교조건추출단계에서, 상기 비교과정은 상기 선택된 이미지가 n x n 블록으로 분할되고, 상기 n x n 블록에 대한 상기 DCT계수가 구해지며, 상기 DCT계수로부터 워터마크 삽입 계수가 지정되고, 상기 워터마크 비트가 삽입된 해당 블록이 선정되며, 상기 삽입된 워터마크 비트가 삽입 워터마크 비트로 정의되며, 상기 워터마크 비트가 삽입된 블록으로부터 상기 DCT계수에 따른 워터마크 비트가 추출되어 추출 워터마크 비트로 정의된다.

상기 비교판단단계에서, 동일에 대한 판단은 상기 추출 워터마크 비트 = 상기 삽입 워터마크 비트의 조건이다.

상기 비교판단단계이후에는, 상기 동일 여부에 대한 판단이 이루어지고 나면, 상기 상기 추출 워터마크 비트가 추출된 상기 선택된 워터마킹 이미지의 분할된 모든 n x n 블록이 동일한 결과로 처리되는 비교검증단계; 가 더 수행되고, 상기 n x n 블록은 8 x 8 블록인 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명은 디지털 미디어 데이터에서 변조된 위치 및 자기 정보를 이용하여 워터마크가 삽입됨으로써 워터마킹된 디지털 미디어 데이터의 위조 및 변조 여부가 불가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 변조된 위치 및 자기 정보를 이용해 삽입된 워터마크로 디지털 미디어 데이터가 워터마킹됨으로써 워터마크 기법을 알더라도 위조 및 변조가 불가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 변조된 위치 및 자기 정보를 이용해 삽입된 워터마크의 검출로부터 원본 디지털 미디어 데이터의 위조 및 변조 여부가 판별됨으로써 디지털 미디어 데이터에서 위조 및 변조된 영역의 위치가 정확하게 파악되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법의 전체로직이고, 도 2는 본 발명에 따른 워터마킹 기법이 적용되는 JPEG(Joint Photographic Coding Experts Group)이미지의 예이며, 도 3은 본 발명에 따른 워터마킹 기법의 워터마크 삽입로직이며, 도 4는 본 발명에 따른 워터마킹 기법에서 삽입할 워터마크를 생성할 때 참조하는 8 이웃 블록구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 워터마킹 기법에서 삽입할 워터마크를 생성하는 과정을 설명하는 블록 구성이며, 도 6은 본 발명에 따른 워터마킹 기법에서 JPEG(Joint Photographic Coding Experts Group)이미지에 삽입할 워터마크를 생성하는 과정을 설명하는 블록 구성이고, 도 7은 본 발명에 따른 워터마킹 기법에서 삽입할 워터마크 비트를 예시한 도표이며, 도 8은 본 발명에 따른 워터마킹 기법의 워터마크 검출로직이고, 도 9는 본 발명에 따른 워터마킹 기법에서 워터마킹된 이미지의 위변조를 검출하는 과정을 설명하는 블록 구성이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 실시예에 따른 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법의 전체로직이 워터마크 삽입로직과 워터마크 검출로직으로 구성됨을 나타낸다.

도 1(가)에 도시된 바와 같이, S100은 워터마크 삽입로직으로서, 이는 S110과 같이 이미지 종류가 선택된 후, S130과 같이 선택된 이미지에 대한 워터마크가 구성되고, S160과 같이 워터마크 비트생성과 함께 삽입되면, S170과 같이 선택된 이미지가 워터마킹된 이미지로 생성된다.

도 1(나)에 도시된 바와 같이, S200은 워터마크 검출로직으로서, 이는 S210과 같이 워터마킹 이미지가 선택되고, S230과 같이 선택된 워터마킹 이미지로부터 워터마크 비트를 추출하며, S240과 같이 추출 워터마크 비트와 삽입 워터마크 비트를 서로 비교한 다음, S250의 원본이나 S260의 위변조 여부에 대해 판정하게 된다.

한편, 도 2는 본 실시예에 따른 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법이 적용되는 JPEG(Joint Photographic Coding Experts Group)이미지의 예를 나타낸다.

도시된 바와 같이, JPEG이미지는 소스 이미지 파일 포맷(10)과, 디코드 이미지 파일 포맷(20)으로 구분된다.

상기 소스 이미지 파일 포맷(10)은 색상변환부(11)로 입력된 소스 이미지(Source Image)(A)를 처리하기 위한 샘플링부(12)와 DCT(Discrete Cosine Transform)부((13), 양자화부(Dequantization)(14), AC(15a)와 DC(15b)로 구분된 성분분할부(15) 및 디코딩부(16)가 순차적으로 구비된다.

또한, 디코드 이미지 파일 포맷(20)은 색상변환부(21)로 입력된 디코드 이미지(Decode Image)(B)를 처리하기 위한 샘플링부(22)와 DCT(Discrete Cosine Transform)부((23), 양자화부(Dequantization)(24), AC(25a)와 DC(25b)로 구분된 성분분할부(25) 및 디코딩부(26)가 순차적으로 구비된다.

상기 소스 이미지 파일 포맷(10)과 상기 디코드 이미지 파일 포맷(20)은 통상적인 JPEG이미지를 나타낸다. 그러므로, 본 실시예에 따른 워터마크 기법은 JPEG이미지는 물론 다양한 이미지 종류에도 별도의 이미지 변경이나 추가등이 없이 간단하게 적용될 수 있다.

한편, 도 3은 본 실시예에 따른 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법의 워터마크 삽입로직을 나타낸다.

S100의 워터마크 삽입로직은 S110과 같이 이미지 종류가 선택됨으로써 수행된다. 본 실시예에서 이하 설명되는 이미지는 JPEG(Joint Photographic Coding Experts Group)이미지를 의미한다.

이미지가 선택되면, S121과 같이 선택된 이미지는 n x n 블록으로 분할되며, 본 실시예에서 선택된 이미지 블록은 8 x 8 블록으로 선정된다.

도 4에는 8 x 8 이미지 블록의 예로서, 도시된 바와 같이 8 x 8 이미지 블록은 JPEG이미지의 소스 이미지 파일 포맷(10)을 구성하는 DCT(Discrete Cosine Transform)부((13)에서 생성된다.

이로부터 8x8크기로 나눠진 블록들 중 n번째 블록을 bn이라고 하면, 블록의 8개의 이웃된 주변블록(8-neighbor blocks)은 b0, b1, b2, … , b7 으로 정해질 수 있다.

S122는 이산 코사인 변환(DCT:Discrete Cosine Transform) 계수를 구하는 과정으로서, 이는 JPEG이미지의 소스 이미지 파일 포맷(10)을 구성하는 성분분할부(15)에서 처리되며, 상기 DCT계수는 삽입될 워터마크의 선정에 이용된다.

특히, 본 실시예에서 산출되는 DCT계수는 성분분할부(15)의 AC(15a)와 DC(15b)중 AC(15a)에서 나온 성분으로 한정되는데, 이는 워터마크가 삽입될 위치를 정하는 DCT계수가 DC(15b)에서 나온 성분에 삽입할 경우 해당 이미지에 심한 변화가 일어남에 기인된다.

S123은 워터마크 삽입 계수를 지정하는 과정으로서, 이는 바로 이전 단계에서 산출된 DCT계수에 대응하여 지정된다. 이어, S124는 워터마크 삽입 계수가 지정된 후 워터마크 비트를 삽입할 블록을 선정하는 과정으로서, 이러한 워터마크 비트를 삽입할 블록 지정은 도 4에 예시된 8 x 8 크기로 나눠진 블록들 중 n번째 블록인 bn 일 경우, 정해진 bn으로부터 8개의 이웃된 주변블록(8-neighbor blocks)들이 각각 정해질 수 있다.

상기와 같이 DCT계수에 대응한 워터마크 비트와 이에 대응하는 워터마크 비트가 결정되고 나면, S130의 워터마크 구성요소 선정과, S140의 해쉬함수(Hash Function) 및 S150의 랜덤숫자생성을 거친 후 S160과 같이 지정된 블록으로 워터마크가 삽입된다.

도 5는 본 발명에 따른 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법에서 삽입할 워터마크를 생성하는 과정을 설명하는 블록 구성을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 워터마크 삽입모듈(100)은 유저키(User Key)와 워터마크 삽입 정보 및 양자화된 DCT 계수 값과 워터마크가 삽입되지 않는 상위 비트로 정의된 워터마크 구성요소(110)와, 암호화를 위한 해쉬함수(Hash Function)(120)와, 0과 1 중 하나의 값을 불규칙적으로 발생시키는 랜덤숫자발생기(130,Random Number Generation)와, 랜덤숫자에서 삽입할 워터마크를 완성하는 삽입워터마크(140)로 이루어진다.

특히, 상기 해쉬함수(Hash Function)(120)는 임의의 입력 비트열에 대하여 일정한 길이의 안전한 출력 비트열을 내는 것으로, 정보통신 보호의 여러 메커니즘에 적용되는 기술로 정의된다.

이러한 해쉬함수(Hash Function)(120)의 예로서, 인터넷 단체 표준인 MD-5와 미 연방 표준인 SHA-1, 국내 단체 표준인 HAS-160등이 있고, 더불어 SHA-512, SHA-256 등은 물론 기타 유사한 종류가 있으며, 본 실시예에서는 모든 종류의 해쉬함수가 사용될 수 있다.

그러므로, S130과 같이 워터마크 구성요소의 선정이 수행되면, S131의 유저키(User Key)와, S132의 워터마크 삽입 정보, S133의 양자화된 DCT 계수 값 및 S134의 워터마크가 삽입되지 않는 상위 비트등이 모두 워터마크 구성요소로 선택되어진다.

여기서, 상기 워터마크 삽입 정보는 워터마크를 삽입하는 Y성분DCT 계수로서, Y성분DCT 계수들의 8 x 8 블록 bn내의 위치 정보와 각 위치별 삽입하는 워터마크 비트 수 n으로 정의되며, 상기 양자화된 DCT 계수 값은 bn과b0, b1, b2, … , b7 블록의 CbCr 값을 구성하는 양자화된 DCT 계수 값들로 정의되고, 상기 워터마크가 삽입되지 않는 상위 비트는 bn과 b0, b1, b2, … , b7 블록의 Y성분 값을 구성하는 양자화된 DCT 계수 값의 비트 중에서 정의된다.

S140은 선택된 4개의 워터마크 구성요소가 해쉬함수(Hash Function)의 입력으로 변환되는 과정으로서, 이러한 과장에서는 선택된 4개의 워터마크 구성요소들을 합하여 정렬함으로써 그 값들을 암호학적 해쉬함수(hash function)의 입력으로 사용하게 된다.

S150은 워터마크 비트를 생성하는 과정으로서, 이는 랜덤숫자열(Random Number Row)을 이용하여 삽입될 워터마크 비트가 생성된다.

이를 위해, 본 실시예에서는 도 5의 랜덤숫자발생기(130,Random Number Generation)를 이용해 0과 1 중 하나의 값을 불규칙적으로 발생시키고, 이로부터 발생된 이진 랜덤 숫자열을 이용해 워터마크가 정의된다.

S160은 워터마크를 선택된 이미지의 해당 블록에 삽입하는 과정으로서, 이를 통해 선택된 이미지에 워터마크가 삽입되어진다.

도 6은 본 발명에 따른 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법에서 JPEG(Joint Photographic Coding Experts Group)이미지에 삽입할 워터마크를 생성하는 과정을 설명하는 블록 구성를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 소스 이미지 파일 포맷(10)으로 입력된 소스 이미지(A)는 워터마크 삽입모듈(100)을 이용함으로써 워터마크가 삽입되는 과정을 알 수 있고, 이로부터 DTC계수부(150)로부터 산출된 DTC계수를 이용해 정해진 삽입 워터마크 비트수는 워터마크 구성요소(110)의 워터마크 삽입 정보로 제공됨도 알 수 있다.

특히, 본 실시예에서 삽입되는 워터마크 비트의 양은 DCT 계수의 절대값의 크기 x에 따라 비례하여 조절하고, 삽입하는 워터마크 비트의 양은 인간의 눈에는 워터마크를 한 이미지와 원본 이미지와의 차이를 구별하는 것이 어렵도록 조절된다. 이때 비트의 양 n은 각 DCT 계수를 구성하는 8비트 중 최하위비트(LSB:Least Significant Bit)부터 하위비트에 차례로 삽입됨을 알 수 있다.

이는 도 7에 삽입할 워터마크 비트를 예시한 도표로 도시된 바와 같이, 절대값 크기 x에 따라 삽입하는 비트 수 n이 결정되는 방식이 적용된다.

S170은 이전 단계에서 워터마크 삽입이 완료된 후 워터마킹된 이미지로 전환하는 과정으로서, 이를 통해 워터마크가 코딩됨으로써 워터마킹 이미지로 전환될 수 있다.

상기 워터마크 코딩은 도 6으로부터 JPEG 압축단계인 앤트로피 코딩이 이루어지는 디코딩부(16)를 통해 수행되고, 상기 디코딩부(16)를거친 후에 이미지를 출력하면 워터마크를 삽입한 영상으로 완성된다.

한편, 도 8은 본 실시예에 따른 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법의 워터마크 검출로직을 나타낸다.

S200의 워터마크 검출로직은 S210과 같이 워터마킹 이미지가 선택됨으로써 수행된다.

S210은 선택된 이미지를 n x n 블록으로 분할하는 과정이고, S220은 n x n 블록에 대한 이산 코사인 변환(DCT:Discrete Cosine Transform)계수가 구해지는 과정이며, S223은 DCT계수로부터 워터마크 삽입 계수가 지정되는 과정으로서, 이러한 과정은 본 실시예에서는 S100의 워터마크 삽입로직과 동일하게 수행된다.

S224는 워터마크 비트가 삽입된 블록이 선정되는 과정으로서, 이로부터 삽입된 워터마크 비트를 삽입 워터마크 비트로 정의하여 준다.

S230에서는 워터마크 비트가 삽입된 블록으로부터 DCT계수에 따른 워터마크 비트를 추출하고, 이로부터 추출된 워터마크 비트를 추출 워터마크 비트로 정의하여 준다.

S240은 워터마크로부터 위변조여부가 판단되는 과정으로서, 이는 추출 워터마크 비트가 삽입 워터마크 비트와 동일한지 여부 즉, 추출 워터마크 비트 = 삽입 워터마크 비트의 조건으로 판단된다.

S241은 추출 워터마크 비트가 삽입 워터마크 비트와 동일한 경우, 이로부터 n x n 블록이 동일한 결과로 처리되는 과정이고, S242은 추출 워터마크 비트가 삽입 워터마크 비트와 동일하지 않은 경우, 이로부터 n x n 블록이 동일한 결과로 처리되는 과정이다.

도 9는 본 실시예에 따른 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법에서 워터마킹된 이미지의 위변조를 검출하는 과정을 설명하는 블록 구성을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 소스 이미지 파일 포맷(10)으로 입력된 검출 이미지(A-1, Image for Verification)는 워터마크 검출모듈(100-1)을 이용하고, 이로부터 DTC계수부(150)에서 제공된 추출워터마크(160)가 워터마크를 추출한 후, 검출비트비교부(170)를 이용해 추출 워터마크와 삽입 워터마크의 동일성 여부가 비교됨을 알 수 있다.

S250은 추출 워터마크 비트가 삽입 워터마크 비트와 동일한 경우로서, 이를 통해 원본과 동일함으로 판단되고, S260은 추출 워터마크 비트가 삽입 워터마크 비트와 동일한 경우로서, 이를 통해 원본이 위조 또는 변조되어 원본과 다름으로 판단되어진다.

전술된 바와 같이, 본실시예에 따른 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법은 다양한 종류의 소스 이미지로부터 선택된 이미지가 분할되고, 상기 선택된 이미지에 변조된 위치 및 자기 정보를 이용해 워터마크가 삽입되고, 워터마크가 삽입된 상기 선택된 이미지가 코딩(Coding)되어 워터마킹된 이미지로 생성되는 워터마크 삽입로직과; 상기 워터마크 삽입로직의 적용으로 생성된 워터마킹 이미지로부터 선택된 워터마킹 이미지가 분할되고, 상기 선택된 워터마킹 이미지에 변조된 위치 및 자기 정보를 이용해 삽입된 워터마크 비트가 추출되며, 추출 워터마크 비트와 삽입 워터마크 비트가 서로 비교되어 상기 소스 이미지의 위조 및 변조 여부를 판정하는 워터마크 검출로직을 포함함으로써, 원본 디지털 미디어 데이터의 위조 및 변조 여부에 대한 판별은 물론 위조 및 변조된 영역의 위치도 정확하게 알 수 있게 된다.

10 : 소스 이미지 파일 포맷 11,21 : 색상변환부
12,22 : 샘플링부
13,23 : DCT(Discrete Cosine Transform)부
14,24 : 양자화부(Dequantization)
15,25 : 성분분할부 15a,25a : AC
15b,25b : DC 16,26 : 디코딩부
20 : 디코드 이미지 파일 포맷
100 : 워터마크 삽입모듈 110 : 워터마크 구성요소
100-1 : 워터마크 검출모듈
120 : 해쉬함수(Hash Function)
130 : 랜덤숫자발생기(Random Number Generation)
140 : 삽입워터마크 150 : DTC계수부
160 : 추출워터마크 170 : 비트비교부
A : 소스 이미지(Source Image)
A-1 : 검출 이미지(Image for Verification)
B : 디코드 이미지(Decode Image)

Claims

다양한 종류의 소스 이미지로부터 선택된 이미지가 분할되고, 상기 선택된 이미지에 변조된 위치 및 자기 정보를 이용해 워터마크가 삽입되고, 워터마크가 삽입된 상기 선택된 이미지가 코딩(Coding)되어 워터마킹된 이미지로 생성되는 워터마크 삽입로직과;
상기 워터마크 삽입로직의 적용으로 생성된 워터마킹 이미지로부터 선택된 워터마킹 이미지가 분할되고, 상기 선택된 워터마킹 이미지에 변조된 위치 및 자기 정보를 이용해 삽입된 워터마크 비트가 추출되며, 추출 워터마크 비트와 삽입 워터마크 비트가 서로 비교되어 상기 소스 이미지의 위조 및 변조 여부를 판정하는 워터마크 검출로직;
이 포함된 것을 특징으로 하는 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법.
청구항 1에 있어서, 상기 워터마크 삽입로직과 상기 워터마크 검출로직은 JPEG(Joint Photographic Coding Experts Group)이미지가 포함된 디지털 콘텐츠인 것을 특징으로 하는 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법.
청구항 1에 있어서, 상기 워터마크 삽입로직은 상기 선택된 이미지를 일정 크기의 블록으로 분할하는 이미지 분할단계;
상기 분할된 블록의 DCT(Discrete Cosine Transform)계수를 산출하는 DCT계수 산출단계;
상기 DCT계수로부터 워터마크 삽입 계수가 지정되고, 상기 워터마크 삽입 계수 지정 후 상기 분할된 블록에서 워터마크 비트가 삽입될 블록이 선정되는 워터마크 비트 위치 선정단계;
상기 워터마크 비트를 생성하여 워터마크가 구성되고, 상기 구성된 워터마크를 상기 분할된 블록으로 삽입하는 워터마크 삽입단계;
가 포함되어진 것을 특징으로 하는 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법.
청구항 3에 있어서, 상기 분할단계에서, 상기 일정 크기의 블록은 8 x 8 블록인 것을 특징으로 하는 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법.
청구항 3에 있어서, 상기 DCT계수 산출단계에서, 상기 DCT계수는 상기 소스 이미지에서 변환되는 AC와 DC중 이미지에 심한 변화가 일어나지 않는 상기 AC를 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법.
청구항 3에 있어서, 상기 워터마크 삽입단계는 워터마크를 이루는 구성요소로 워터마크를 구성하고, 상기 구성된 워터마크를 암호학적 해쉬함수(Hash Function)의 입력으로 제공하며, 상기 해쉬함수(Hash Function)의 출력값을 이용해 랜덤숫자를 생성하고, 상기 생성된 랜덤숫자로부터 상기 워터마크 비트가 생성되면, 상기 생성된 워터마크 비트가 상기 워터마크가 구성되어 상기 분할된 블록으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법.
청구항 6에 있어서, 상기 구성된 워터마크의 정보는 유저키(User Key)와, 상기 워터마크의 삽입 정보와, 상기 DCT 계수의 양자화된 계수 값과, 상기 워터마크가 삽입되지 않는 상위 비트이고, 이들이 정렬되어 상기 해쉬함수(Hash Function)의 입력으로 이용되는 것을 특징으로 하는 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법.
청구항 7에 있어서, 상기 구성된 워터마크의 정보는 서로 합해지는 것을 특징으로 하는 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법.
청구항 7에 있어서, 상기 DCT계수는 상기 DCT계수의 성분중 Y성분 DCT 계수이고, 상기 Y성분 DCT 계수들의 n x n 블록 bn내의 위치 정보와 각 위치별 삽입하는 워터마크 비트 수 n으로 정의되는 것을 특징으로 하는 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법.
청구항 9에 있어서, 상기 n x n 블록은 8 x 8 블록인 것을 특징으로 하는 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법.
청구항 7에 있어서, 상기 워터마크가 삽입되지 않는 상위 비트는 상기 n x n 블록이 8 x 8 블록이고, 상기 DCT계수의 성분중 Y성분 DCT 계수이며, 상기 Y성분 DCT 계수들의 nㅧn 블록 bn내의 위치 정보와 각 위치별 삽입하는 워터마크 비트 수 n으로 정의되고, 상기 양자화된 DCT 계수 값은 bn과b0, b1, b2, … , b7 블록의 CbCr 값을 구성하는 양자화된 DCT 계수 값들로 정의되면, 상기 bn과 b0, b1, b2, … , b7 블록의 Y성분 값을 구성하는 상기 양자화된 DCT 계수 값의 비트 중에서 정의되는 것을 특징으로 하는 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법.
청구항 6에 있어서, 상기 해쉬함수(Hash Function)는 MD-5와 SHA-1, HAS-160, SHA-512, SHA-256 중 어느 하나가 적용되고, 상기 해쉬함수(Hash Function)로 정의되는 모든 종류의 해쉬함수 중 어느 하나가 적용되는 것을 특징으로 하는 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법.
청구항 6에 있어서, 상기 랜덤숫자열(Random Number Row)은 불규칙적으로 발생된 0과 1 중 하나의 값인 것을 특징으로 하는 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법.
청구항 6에 있어서, 상기 분할된 블록으로 삽입되는 상기 워터마크 비트의 양은 상기 DCT 계수의 절대값의 크기에 따라 비례하여 조절되는 것을 특징으로 하는 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법.
청구항 14에 있어서, 상기 비트의 양 n은 각각의 상기 DCT 계수를 구성하는 8비트 중 최하위비트(LSB:Least Significant Bit)부터 하위비트에 차례로 삽입되는 것을 특징으로 하는 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법.
청구항 3에 있어서, 상기 워터마크 삽입단계가 수행되고 난 후, 상기 삽입된 워터마크가 코딩된 후 워터마킹 이미지로 전환되는 워터마킹 이미지 형성단계;
가 더 수행되는 것을 특징으로 하는 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법.
청구항 1에 있어서, 상기 워터마크 검출로직은 상기 추출 워터마크 비트와 상기 삽입 워터마크 비트가 서로 비교되는 비교조건추출단계;
상기 추출 워터마크 비트가 삽입 워터마크 비트와 동일한지 여부를 판단하는 비교판단단계;
상기 동일 여부에 대한 판단이 이루어지고 나면, 상기 추출 워터마크 비트가 추출된 상기 선택된 워터마킹 이미지에 대한 위조 또는 변조여부가 판단되어 원본과 다른지 여부가 결정되는 위변조판단단계;
가 포함되어진 것을 특징으로 하는 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법.
청구항 17에 있어서, 상기 비교조건추출단계에서, 상기 비교과정은 상기 선택된 이미지가 n x n 블록으로 분할되고, 상기 n x n 블록에 대한 상기 DCT계수가 구해지며, 상기 DCT계수로부터 워터마크 삽입 계수가 지정되고, 상기 워터마크 비트가 삽입된 해당 블록이 선정되며, 상기 삽입된 워터마크 비트가 삽입 워터마크 비트로 정의되며, 상기 워터마크 비트가 삽입된 블록으로부터 상기 DCT계수에 따른 워터마크 비트가 추출되어 추출 워터마크 비트로 정의되는 것을 특징으로 하는 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법.
청구항 17에 있어서, 상기 비교판단단계에서, 동일에 대한 판단은 상기 추출 워터마크 비트 = 상기 삽입 워터마크 비트의 조건인 것을 특징으로 하는 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법.
청구항 17에 있어서, 상기 비교판단단계이후에는, 상기 동일 여부에 대한 판단이 이루어지고 나면, 상기 추출 워터마크 비트가 추출된 상기 선택된 워터마킹 이미지의 분할된 모든 n x n 블록이 동일한 결과로 처리되는 비교검증단계;
가 더 수행되는 것을 특징으로 하는 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법.
청구항 17에 있어서, 상기 n x n 블록은 8 x 8 블록인 것을 특징으로 하는 워터마킹 생성과 삽입 및 검출 기법.