KR20140122609A

KR20140122609A - 워터마크 처리 장치 및 방법, 그리고 영상 촬영 장치

Info

Publication number: KR20140122609A
Application number: KR1020130039513A
Authority: KR
Inventors: 정영제; 김은정
Original assignee: 삼성테크윈 주식회사
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2013-04-10
Publication date: 2014-10-20
Also published as: US20140307915A1; US9208532B2; CN104105011A; KR101932538B1; CN104105011B

Abstract

본 발명은 영상에 워터마크 삽입 시 처리 시간 및 연산량을 줄일 수 있는 워터마크 처리 장치 및 방법 그리고 영상 촬영 장치에 관한 것이다. 워터마크 처리 방법은 가상의 웨이블릿 영상에 소정의 워터마크를 삽입한 워터마킹 영상을 생성하는 단계 및 입력 영상 및 워터마킹 영상을 합성한 합성 영상을 생성하는 단계를 포함한다.

Description

워터마크 처리 장치 및 방법, 그리고 영상 촬영 장치{Apparatus and method for processing watermark, and apparatus for photographing image}

본 발명은 영상에 워터마크 삽입 시 처리 시간 및 연산량을 줄일 수 있는 워터마크 처리 장치 및 방법 그리고 영상 촬영 장치에 관한 것이다.

인터넷의 급속한 발전으로 유/무선을 통한 디지털 데이터의 이동 및 저장이 쉽고 빨라지고 있다. 그러나 디지털 데이터는 복제 및 변조가 쉽고 원본과 복사본이 구분이 어렵다. 이러한 디지털 데이터의 불법 복제 및 배포가 확산됨에 따라 지적소유권 문제는 이미 오래 전부터 중요한 사회적 문제점으로 크게 부각되고 있다. 이를 해결하기 위해 디지털 워터마킹(digital watermarking)은 지적재산권을 보호하고 저작권을 주장할 수 있는 근거를 제시 할 수 있도록 하는 기술로서 현재 많은 연구와 실제적 응용으로의 접근이 이루어지고 있다. 1990년도 초반에 디지털 영상을 위한 워터마킹을 도입하면서 이에 대한 연구가 시작되었다. 이후 1995년부터 디지털 워터마킹에 관한 본격적인 연구가 이루어졌다. 초기에 공간영역에서 주로 연구되던 워터마킹은 주파수영역에서의 적용으로 연구영역을 이동시키고 있는데 공간영역에서 적용되던 방식에 비해 공격에 강한 특징을 가지지만 주파수 특성상 워터마크 삽입 위치를 정확히 선정할 수 없는 단점이 있었다. 그러나 주파수 특성과 공간 영역의 특성을 동시에 가지고 있는 웨이블릿 영역의 도입을 통해 워터마크의 삽입이 더욱 효율적이 되었다.

웨이블릿을 이용한 워터마크 삽입 방법은 영상을 3 레벨의 웨이블릿 변환을 수행하고, 워터마크를 삽입한 후 다시 역 웨이블릿 변환을 수행한다. 또한 워터마크 추출을 위해서는 워터마크가 삽입된 영상을 웨이블릿 변환한 후, 삽입된 레벨의 영상 정보와 참조 워터마크로부터 상관계수(correlation)를 계산하여 삽입된 워터마크를 추출한다. 웨이블릿 변환을 이용한 워터마크 삽입/추출 방법은 열악한 통신환경과 코덱 압축 시에도 강인한 특성을 가지며 잘 지워지지 않는다.

이와 같은 종래의 웨이블릿을 이용한 워터마크 삽입 방법을 구현하기 위해서는, 영상을 항상 웨이블릿 변환해야 하며, 최종적으로 역 웨이블릿 변환을 한번 더 해주어야 한다. 보통 2 레벨 이상의 웨이블릿 변환을 수행해야 하기 때문에 계산 양이 많으며, 삽입하려는 워터마크 정보가 고정 값인 경우에도 웨이블릿 변환을 한 후, 워터마크를 웨이블릿 영역에 삽입해야 하므로 처리 시간이 오래 걸린다. 특히 최근 감시 카메라의 이미지 화소 수가 메가(mega) 단위로 커지고 있으므로, 사양이 낮은 감시 카메라에서는 워터마크 삽입 시 계산 양과 처리 시간의 문제점으로 적용이 어려운 문제점이 있다.

국내 공개 특허 제2007-0001297호

본 발명이 해결하고자 하는 기술적인 과제는 워터마킹 영상 생성 시에 처리 시간 및 연산량을 줄일 수 있는 워터마크 처리 장치 및 방법 그리고 영상 촬영 장치를 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 워터마크 처리 방법은 가상의 웨이블릿 영상에 소정의 워터마크를 삽입한 워터마킹 영상을 생성하는 단계; 및 입력 영상 및 상기 워터마킹 영상을 합성한 합성 영상을 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 워터마킹 영상을 생성하는 단계는, 가상의 영상을 소정 단계로 웨이블릿 변환한 가상의 웨이블릿 영상을 생성하는 단계; 상기 가상의 웨이블릿 영상의 저주파 부대역에 상기 워터마크를 삽입하는 단계; 및 상기 워터마크가 삽입된 가상의 웨이블릿 영상을 역 웨이블릿 변환하여 상기 워터마킹 영상을 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 가상의 웨이블릿 영상은 제로 계수값을 갖는 영상인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 합성 영상을 생성하는 단계는, 입력되는 동영상의 매 프레임 및 상기 워터마킹 영상을 합성한 합성 영상을 생성하는 단계;인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 워터마킹 영상을 생성하는 단계는, 상기 워터마크가 변경될 때마다 수행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 합성 영상을 압축하여 전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 워터마크 처리 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 워터마크 처리 장치는 가상의 웨이블릿 영상에 소정의 워터마크를 삽입한 워터마킹 영상을 생성하는 워터마킹 영상 생성부; 및 입력 영상 및 상기 워터마킹 영상을 합성한 합성 영상을 생성하는 합성부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 워터마킹 영상 생성부는, 가상의 영상을 소정 단계로 웨이블릿 변환한 가상의 웨이블릿 영상을 생성하는 웨이블릿 변환부; 상기 가상의 웨이블릿 영상의 저주파 부대역에 상기 워터마크를 삽입하는 삽입부; 및 상기 워터마크가 삽입된 가상의 웨이블릿 영상을 역 웨이블릿 변환하여 상기 워터마킹 영상을 생성하는 역 웨이블릿 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 합성부는, 입력되는 동영상의 매 프레임 및 상기 워터마킹 영상을 합성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 워터마킹 영상 생성부는, 상기 워터마크가 변경될 때마다 상기 워터마킹 영상을 생성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 합성 영상을 압축하여 전송하는 압축부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 영상 촬영 장치는 피사체 영상을 촬영하는 촬영부; 가상의 웨이블릿 영상에 소정의 워터마크를 삽입하여 생성한 워터마킹 영상 및 상기 촬영된 영상을 합성한 합성 영상을 생성하는 워터마크 처리부; 상기 합성 영상을 압축하는 압축부; 및 상기 압축된 영상을 외부로 전송하는 전송부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 워터마킹 처리부는, 가상의 웨이블릿 영상에 소정의 워터마크를 삽입한 워터마킹 영상을 생성하는 워터마킹 영상 생성부; 및 입력 영상 및 상기 워터마킹 영상을 합성한 합성 영상을 생성하는 합성부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 워터마킹 처리부는, 상기 촬영부에 의해 촬영되는 동영상의 매 프레임 및 상기 워터마킹 영상을 합성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 워터마킹 처리부는, 상기 워터마크가 변경될 때마다 상기 워터마킹 영상을 생성하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 워터마크가 삽입된 가상의 영상 및 입력 영상을 합성하여 워터마킹 영상을 생성함으로써 처리 시간 및 연산량을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 워터마크 처리 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.
도 2는 도 1 중 워터마킹 영상 생성을 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1 중 워터마킹된 입력 영상 생성을 설명하는 도면이다.
도 4는 영상 수신단에서 워터마크 추출을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 워터마크 처리 방법의 동작을 보이는 흐름도 이다.
도 6은 도 5 중 워터마킹 영상 생성 방법을 보이는 흐름도 이다.
도 7은 본 발명이 일 실시 예에 따른 영상 촬영 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 본 발명에의 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 본 발명은 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명은 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. 매커니즘, 요소, 수단, 구성과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

워터마킹에서 최우선으로 고려되어야 할 사항은 강인한(robust) 환경에서 워터마킹된 정보가 지워지지 않고 추출이 가능해야 한다. 동영상에 워터마크를 바로 삽입하는 경우, 영상이 왜곡되거나 외부 노이즈가 발생하는 경우, 또는 동영상 압축 시에 워터마킹된 정보가 거의 사라지게 된다. 하지만, 웨이블릿 변환을 이용하여, 동영상을 웨이블릿 변환한 후 웨이블릿 변환된 영상의 저주파 부대역에 워터마크를 삽입하게 되면, 영상이 왜곡되거나 외부 노이즈가 발생하더라도, 또는 동영상을 압축하더라도 워터마킹된 정보가 사라지지 않고 남아 있는 특성을 가진다. 이것은 웨이블릿 변환된 영상 압축 시에, 저주파 부대역이 가장 먼저 압축이 되는 정보를 포함하고 있기 때문에, 이곳에 워터마크를 삽입하면, 압축하더라도 워터마킹된 정보는 사라지지 않게 된다. 특히 웨이블릿 변환 단계가 높을수록, 저주파 부대역에 워터마크를 삽입할 경우, 워터마킹되는 정보의 양은 적어지지만, 압축률이 높아져도 워터마킹된 정보는 사라지지 않는다.

그러나, 워터마크를 삽입하기 위해서는, 입력영상을 K단계로 웨이블릿 변환을 수행해야 하며, 특히 입력영상이 동영상일 경우에는 모든 프레임을 매번 웨이블릿 변환해야 하기 때문에 막대한 연산량이 요구된다. 하지만 처리속도가 낮은 프로세서를 구비한 영상 촬영 장치 예를 들어, 감시 카메라, 디지털 카메라 등에서는 Mega 화소의 동영상을 매 프레임 마다 웨이블릿 변환하는 것이 불가능하게 된다. 따라서 본 실시 예에서는 워터마크가 삽입된 가상의 영상을 생성하고, 이를 입력 영상과 합성함으로써, 입력 영상을 매 프레임 웨이블릿 변환하지 않고 워터마크를 삽입할 수 있도록 하여, 처리 시간 및 연산량을 줄일 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 워터마크 처리 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.

도 1을 참조하면, 워터마크 처리 장치는 워터마킹 영상 생성부(100) 및 합성부(200)를 포함할 수 있다.

워터마킹 영상 생성부(100)는 가상의 웨이블릿 영상에 소정의 워터마크를 삽입한 워터마킹된 영상을 생성한다. 본 발명에서 워터마킹 영상 생성부(100)는 웨이블릿 변환부(110), 삽입부(120) 및 역 웨이블릿 변환부(130)를 포함할 수 있다.

웨이블릿 변환부(110)는 임의의 가상의 영상을 소정 단계로 웨이블릿 변환한 가상의 웨이블릿 영상을 생성한다. 웨이블릿 변환부(110)는 가상의 영상을 필터링하여 서브 이미지들을 생성하는데, 2차원 가상 영상의 각 행에 대해 저역 통과 필터와 고역 통과 필터를 적용시키고 다운 샘플링을 수행하여 저주파 부대역 서브 영상으로서, LL(low-low) 영상 및 고주파 부대역 서브 영상들로서, LH(low-high), HL(high-low) 및 HH(high-high) 영상들을 생성한다.

여기서, 저주파 부대역 영상(LL)은 원본 영상 즉, 가상의 영상에 수평과 수직 방향으로 저역 통과 필터를 적용하여 2로 서브 샘플된 것이다. 고주파 부대역 영상들 중 HL 영상은 가상의 영상에 수직방향으로 고역 통과 필터를 적용한 것으로 수직 방향 주파수의 오차 성분을 포함하고 있다. 고주파 부대역 영상들 중 LH 영상은 가상의 영상에 수평 방향으로 고역 통과 필터를 적용한 것으로 수평방향 주파수의 오차 성분을 포함하고 있다. 고주파 부대역 영상들 중 HH 영상은 가상의 영상에 대하여 수평과 수직 방향으로 고역 통과 필터를 적용한 것이다.

웨이블릿 변환부(110)는, 가상의 영상에 대해 K 단계 예를 들어, 2-3단계의 웨이블릿 변환을 수행하여 가상의 웨이블릿 영상을 생성한다. 여기서 저주파 부대역 및 고주파 부대역들은 모두 제로(zero, 0) 계수값을 갖는다. 웨이블릿 변환부(110)는 이산 웨이블릿 변환(DWT: discrete wavelet transform)을 허용하며, K 단계의 웨이블릿 수행 시 각 단계의 저주파 부대역은 단계가 높아질수록 영상의 DC 성분을 많이 가지게 된다. 도 2는 워터마킹된 영상 생성을 설명하는 도면으로, 도 2a에는 제로(zero, 0) 계수값을 갖는 가상의 웨이블릿 영상이 도시되어 있다. 도 2a에 도시된 가상의 웨이블릿 영상은 2 단계 웨이블릿 변환을 수행한 것이며, 이에 한정되지 않고, 3단계 이상의 웨이블릿 변환도 가능하다.

삽입부(120)는 가상의 웨이블릿 영상의 저주파 부대역에 임의의 워터마크를 삽입한다. 여기서, 워터마크는 콘텐츠 소유자의 저작권을 증명할 수 있는 고유의 로고(영상 데이터) 또는 데이터 조합(이진 데이터)일 수 있다. 도 2b에는 이진 데이터 형태의 워터마크가 도시되어 있으며, 이에 국한되지 않고 워터마크는 영상 데이터로 표현할 수 있다. 도 2c에는 가상의 웨이블릿 영상의 저주파 부대역에 워터마크를 삽입한 결과를 보이고 있다. 워터마크를 가상 웨이블릿 영상의 저주파 부대역에 삽입하는 이유는, 저주파 부대역이 영상 압축 시에 워터마킹된 정보가 훼손되지 않기 때문이다.

역 웨이블릿 변환부(130)는 워터마크가 삽입된 가상의 웨이블릿 영상을 역 웨이블릿 변환하여 워터마킹 영상을 생성한다. 역 웨이블릿 변환부(130)는 워터마크가 삽입된 저주파 부대역 영상 및 고주파 부대역 영상들을 결합하여 워터마킹 영상을 생성한다. 도 2d에는 워터마크가 삽입된 가상의 웨이블릿 영상을 역 웨이블릿 변환하여 생성된 워터마킹 영상이 도시되어 있다.

합성부(200)는 입력 영상 및 도 2d에 도시된 워터마킹 영상을 합성한 합성 영상을 생성한다. 여기서 합성 영상이라 함은 워터마킹된 입력 영상을 의미한다. 여기서, 입력 영상은 정지 영상 또는 동영상일 수 있으며, 입력 영상이 동영상인 경우 합성부(200)는 동영상의 매 프레임 및 도 2d에 도시된 워터마킹 영상을 합성한 합성 영상을 생성한다. 도 3은 합성 영상 즉, 워터마킹된 입력 영상 생성을 설명하는 도면으로, 도 3a는 입력영상을 나타내고, 도 3b는 워터마킹 영상을 나타내며, 도 3c는 합성 영상 즉, 워터마킹된 입력 영상을 나타낸다. 이와 같이, 입력 영상에 워터마킹 영상을 합성하기 때문에, 입력 영상을 웨이블릿 변환할 필요없다. 또한 워터마크가 변경될 경우에만, 워터마킹 영상 생성부(100)가 재 동작하여 워터마킹 영상을 생성하면 되기 때문에 처리 시간 및 연산량을 줄일 수 있다. 합성 영상은 이후 압축되어 외부로 전송될 수 있다.

도 4는 영상 수신단에서 워터마크 추출을 설명하는 도면이다. 도 4를 참조하면, 도 4a는 수신된 합성 영상 즉, 워터마킹된 입력 영상을 나타낸다. 도 4b는 워터마킹된 입력 영상을 2 단계의 웨이블릿 변환한 결과를 나타낸다. 도 4c는 웨이블릿 변환된 영상으로부터 추출된 저주파 부대역 영상을 나타낸다. 도 4d는 영상 수신단에서 저장하고 있는 본래의 워터마크를 나타낸다. 상관계수 산출부(300)는 저주파 부대역 영상 및 본래의 워터마크에 대한 상관계수를 산출하고, 상관계수 산출 결과로부터 영상 촬영 정보를 출력한다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 워터마크 처리 방법의 동작을 보이는 흐름도 이다. 이하의 설명에서 도 1 내지 도 4에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.

워터마킹 영상 생성부(100)는 가상의 웨이블릿 영상에 소정의 워터마크를 삽입한 워터마킹된 영상을 생성하는 단계(S100)를 수행한다. 도 6에는 워터마킹 영상 생성 방법이 도시되어 있다. 도 6을 참조하면, 워터마킹 영상 생성부(100)는 임의의 가상의 영상을 소정 단계로 웨이블릿 변환한 가상의 웨이블릿 영상을 생성하는 단계(S110)를 수행한다. 웨이블릿 변환부(110)는 가상의 영상을 필터링하여 서브 이미지들을 생성하는데, 2차원 가상 영상의 각 행에 대해 저역 통과 필터와 고역 통과 필터를 적용시키고 다운 샘플링을 수행하여 저주파 부대역 서브 영상으로서, LL(low-low) 영상 및 고주파 부대역 서브 영상들로서, LH(low-high), HL(high-low) 및 HH(high-high) 영상들을 생성한다. 워터마킹 영상 생성부(100)는 가상의 영상에 대해 K 단계 예를 들어, 2-3단계의 웨이블릿 변환을 수행하여 가상의 웨이블릿 영상을 생성한다. 여기서 저주파 부대역 및 고주파 부대역들은 모두 제로(zero, 0) 계수값을 갖는다.

가상의 웨이블릿 영상 생성이 완료되면, 워터마킹 영상 생성부(100)는 가상의 웨이블릿 영상의 저주파 부대역에 임의의 워터마크를 삽입하는 단계(S120)를 수행한다. 여기서, 워터마크는 콘텐츠 소유자의 저작권을 증명할 수 있는 고유의 로고(영상 데이터) 또는 데이터 조합(이진 데이터)일 수 있다. 워터마크를 가상 웨이블릿 영상의 저주파 부대역에 삽입하는 이유는, 저주파 부대역이 영상 압축 시에 워터마킹된 정보가 훼손되지 않기 때문이다.

가상의 웨이블릿 영상의 저주파 부대역에 임의의 워터마크를 삽입이 완료되면, 워터마킹 영상 생성부(100)는 워터마크가 삽입된 가상의 웨이블릿 영상을 역 웨이블릿 변환하여 워터마킹 영상을 생성하는 단계(S130)를 수행한다.

워터마킹 영상 생성이 완료되면, 합성부(200)는 입력 영상 및 워터마킹 영상을 합성한 합성 영상을 생성한다. 여기서 합성 영상이라 함은 워터마킹된 입력 영상을 의미한다. 여기서, 입력 영상은 정지 영상 또는 동영상일 수 있으며, 입력 영상이 동영상인 경우 합성부(200)는 동영상의 매 프레임 및 워터마킹 영상을 합성한 합성 영상을 생성한다. 이후 합성 영상은 압축되어 외부로 전송될 수 있다.

도 7은 본 발명이 일 실시 예에 따른 워터마크 처리 장치를 포함하는 영상 촬영 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.

도 7을 참조하면, 영상 촬영 장치는 렌즈부(711), 렌즈 구동부(712), 조리개(713), 조리개 구동부(714), 촬상 소자(715), 촬상 소자 제어부(716), 아날로그 신호 처리부(720), 프로그램 저장부(730), 데이터 저장부(740), 워터마크 처리부(750), 영상 전송부(760) 및 디지털 신호 처리부(800)를 포함할 수 있다. 여기서, 렌즈부(711), 렌즈 구동부(712), 조리개(713), 조리개 구동부(714), 촬상 소자(715), 촬상 소자 제어부(716), 아날로그 신호 처리부(720)는 촬영부로 지칭할 수 있다.

렌즈부(711)는 초점 거리(focal length)에 따라 화각이 좁아지거나 또는 넓어지도록 제어하는 줌 렌즈 및 피사체의 초점을 맞추는 포커스 렌즈 등을 포함하며, 줌 렌즈 및 피사체 렌즈는 각각 하나의 렌즈로 구성될 수도 있지만, 복수의 렌즈들의 군집으로 이루어질 수도 있다. 조리개(713)는 그 개폐 정도를 조절하여 입사광의 광량을 조절한다.

렌즈부 구동부(712) 및 조리개 구동부(714)는 디지털 신호 처리부(800)로부터 제어 신호를 제공받아, 각각 렌즈(711) 및 조리개(713)를 구동한다. 렌즈부 구동부(712)는 렌즈부(711)의 위치를 조절하여 초점 거리를 조절하고, 오토 포커싱, 줌 변경, 초점 변경들의 동작을 수행한다. 조리개 구동부(714)는 조리개(713)의 개폐 정도를 조절하고, 특히 f 넘버 또는 조리개 값을 조절하여 오토 포커스, 자동 노출 보정, 초점 변경, 피사계 심도 조절 등의 동작을 수행한다. 일반적으로 조리개(713)는 빛의 양을 조절하는 장치로 셔터(미도시)와 동일한 구조를 가지고 있지만, 최소로 조여도 일정 광량이 통과할 수 있도록 최소 반경을 가지고 있다.

렌즈부(711)를 투과한 광학 신호는 촬상 소자(715)의 수광면에 이르러 피사체의 상을 결상한다. 상기 촬상 소자(715)는 광학 신호를 전기 신호로 변환하는 CCD(charge coupled device), CIS(complementary metal oxide semiconductor image sensor) 또는 고속 이미지 센서 등을 사용할 수 있다. 이와 같은 촬상소자(715)는 촬상소자 제어부(716)에 의해 감도 등이 조절될 수 있다. 촬상소자 제어부(716)는 실시간으로 입력되는 영상 신호에 의해 자동으로 생성되는 제어 신호 또는 사용자의 조작에 의해 수동으로 입력되는 제어 신호에 따라 촬상 소자(715)를 제어할 수 있다.

아날로그 신호 처리부(720)는 촬상 소자(715)로부터 공급된 아날로그 신호에 대하여, 노이즈 저감 처리, 게인 조정, 파형 정형화, 아날로그-디지털 변환 처리 등을 수행한다.

또한 영상 촬영 장치는 이를 구동하는 운영 시스템, 응용 시스템 등의 프로그램을 저장하는 프로그램 저장부(730), 연산 수행 중에 필요한 데이터 또는 결과 데이터들을 임시로 저장하거나, 영상 신호를 포함하는 이미지 파일을 비롯하여 상기 프로그램에 필요한 다양한 정보들을 저장하는 데이터 저장부(740)를 포함한다.

워터마크 처리부(750)는 가상의 웨이블릿 영상에 소정의 워터마크를 삽입하여 생성한 워터마킹 영상 및 상기 촬영된 영상을 합성한 합성 영상을 생성한다.

워터마크 처리부(750)는 워터마킹 영상 생성 시에, 도 1에 도시된 바와 같이 임의의 가상의 영상을 소정 단계로 웨이블릿 변환한 가상의 웨이블릿 영상을 생성하는데, 저주파 부대역 및 고주파 부대역들은 모두 제로(zero, 0) 계수값을 갖는다.

워터마크 처리부(750)는 가상의 웨이블릿 영상 생성이 완료되면, 가상의 웨이블릿 영상의 저주파 부대역에 임의의 워터마크를 삽입한다. 여기서, 워터마크는 콘텐츠 소유자의 저작권을 증명할 수 있는 고유의 로고(영상 데이터) 또는 데이터 조합(이진 데이터)일 수 있다. 워터마크를 가상 웨이블릿 영상의 저주파 부대역에 삽입하는 이유는, 저주파 부대역이 영상 압축 시에 워터마킹된 정보가 훼손되지 않기 때문이다.

가상의 웨이블릿 영상의 저주파 부대역에 임의의 워터마크를 삽입이 완료되면, 워터마크 처리부(750)는 워터마크가 삽입된 가상의 웨이블릿 영상을 역 웨이블릿 변환하여 워터마킹 영상을 생성한다.

워터마킹 영상 생성이 완료되면, 워터마크 처리부(750)는 입력 영상 및 워터마킹 영상을 합성한 합성 영상을 생성한다. 여기서 합성 영상이라 함은 워터마킹된 입력 영상을 의미한다. 여기서, 입력 영상은 정지 영상 또는 동영상일 수 있으며, 입력 영상이 동영상인 경우 워터마크 처리부(750)는 동영상의 매 프레임 및 워터마킹 영상을 합성한 합성 영상을 생성한다.

그리고 상기 영상 촬영 장치는 입력되는 영상 신호를 처리하고, 이에 따라 또는 외부 입력 신호에 따라 각 구성부들을 제어하는 디지털 신호 처리부(800)(digital signal processing, DSP)를 포함한다.

디지털 신호 처리부(800)는 입력된 영상 데이터에 대해 노이즈를 저감하고, 감마 보정(gamma correction), 색필터 배열보간(color filter array interpolation), 색 매트릭스(color matrix), 색보정(color correction), 색 향상(color enhancement) 등의 화질 개선을 위한 영상 신호 처리를 수행할 수 있다.

또한 화질 개선을 위한 영상 신호 처리를 통하여 생성한 영상 데이터를 압축 처리하여 영상 파일을 생성할 수 있으며, 또는 상기 영상 파일로부터 영상 데이터를 복원할 수 있다. 영상의 압축 형식은 가역 형식 도는 비가역 형식이어도 된다. 적절한 형식의 예로서, JPEG(joint photographic experts group)형식이나 JPEG 2000 형식, MPEG 형식 등으로 변환도 가능하다. 본 실시 예에서, 디지털 신호 처리부(800)는 합성 영상 즉, 워터마킹된 입력 영상을 압축할 수 있다.

압축한 데이터는 데이터 저장부(740)에 저장될 수 있고, 또는 영상 전송부(760)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 영상 전송부(760)는 촬영된 영상, 또는 본 실시 예에 의하면 압축 워터마킹된 입력 영상을 네트워크를 통하여 수신단으로 전송할 수 있다. 여기서, 영상 촬영 장치가 감시 카메라일 경우, 수신단은 네트워크를 통하여 또는 유/무선으로 연결된 네트워크 비디오 레코더 또는 디지털 비디오 레코더 일 수 있다.

또한 디지털 신호 처리부(800)에서는 기능적으로 선명 처리, 색채 처리, 블러 처리, 엣지 강조 처리, 영상 해석 처리, 영상 인식 처리, 영상 이펙트 처리 등도 행할 수 있다. 영상 인식 처리로 얼굴 인식, 장면 인식 처리 등을 행할 수 있다. 예를 들어, 휘도 레벨 조정, 색 보정, 콘트라스트 조정, 윤곽 강조 조정, 화면 분할 처리, 캐릭터 영상 등 생성 및 영상의 합성 처리 등을 행할 수 있다.

또한 디지털 신호 처리부(800)는 프로그램 저장부(730)에 저장된 프로그램을 실행하거나, 별도의 모듈을 구비하며, 오토 포커싱, 줌 변경, 초점 변경, 자동 노출 보정, 셔터 구동 등을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하여, 렌즈부 구동부(712), 조리개 구동부(714), 촬상 소자 제어부(716)에 제공하고, 영상 촬영 장치에 구비된 구성 요소들의 동작을 총괄적으로 제어할 수 있다.

한편, 본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.

100: 워터마킹 영상 생성부 110: 웨이블릿 변환부
120: 삽입부 130: 역 웨이블릿 변환부
200: 합성부 300: 상관계수 산출부
711: 렌즈부 712: 렌즈 구동부
713: 조리개 714: 조리개 구동부
715: 촬상 소자 716: 촬상 소자 제어부
720: 아날로그 신호 처리부 730: 프로그램 저장부
740: 데이터 저장부 750: 워터마크 처리부
760: 영상 전송부 800: 디지털 신호 처리부

Claims

가상의 웨이블릿 영상에 소정의 워터마크를 삽입한 워터마킹 영상을 생성하는 단계; 및
입력 영상 및 상기 워터마킹 영상을 합성한 합성 영상을 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마크 처리 방법.
제 1항에 있어서, 상기 워터마킹 영상을 생성하는 단계는,
가상의 영상을 소정 단계로 웨이블릿 변환한 가상의 웨이블릿 영상을 생성하는 단계;
상기 가상의 웨이블릿 영상의 저주파 부대역에 상기 워터마크를 삽입하는 단계; 및
상기 워터마크가 삽입된 가상의 웨이블릿 영상을 역 웨이블릿 변환하여 상기 워터마킹 영상을 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마크 처리 방법.
제 2항에 있어서, 상기 가상의 웨이블릿 영상은 제로 계수값을 갖는 영상인 것을 특징으로 하는 워터마크 처리 방법.
제 1항에 있어서, 상기 합성 영상을 생성하는 단계는,
입력되는 동영상의 매 프레임 및 상기 워터마킹 영상을 합성한 합성 영상을 생성하는 단계;인 것을 특징으로 하는 워터마크 처리 방법.
제 1항에 있어서, 상기 워터마킹 영상을 생성하는 단계는,
상기 워터마크가 변경될 때마다 수행되는 것을 특징으로 하는 워터마크 처리 방법.
제 1항에 있어서,
상기 합성 영상을 압축하여 전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마크 처리 방법.
제 1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 워터마킹 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
가상의 웨이블릿 영상에 소정의 워터마크를 삽입한 워터마킹 영상을 생성하는 워터마킹 영상 생성부; 및
입력 영상 및 상기 워터마킹 영상을 합성한 합성 영상을 생성하는 합성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마크 처리 장치.
제 8항에 있어서, 상기 워터마킹 영상 생성부는,
가상의 영상을 소정 단계로 웨이블릿 변환한 가상의 웨이블릿 영상을 생성하는 웨이블릿 변환부;
상기 가상의 웨이블릿 영상의 저주파 부대역에 상기 워터마크를 삽입하는 삽입부; 및
상기 워터마크가 삽입된 가상의 웨이블릿 영상을 역 웨이블릿 변환하여 상기 워터마킹 영상을 생성하는 역 웨이블릿 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마크 처리 장치.
제 9항에 있어서, 상기 가상의 웨이블릿 영상은 제로 계수값을 갖는 영상인 것을 특징으로 하는 워터마크 처리 장치.
제 8항에 있어서, 상기 합성부는,
입력되는 동영상의 매 프레임 및 상기 워터마킹 영상을 합성하는 것을 특징으로 하는 워터마크 처리 장치.
제 8항에 있어서, 상기 워터마킹 영상 생성부는,
상기 워터마크가 변경될 때마다 상기 워터마킹 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 워터마크 처리 장치.
제 8항에 있어서,
상기 합성 영상을 압축하여 전송하는 압축부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마크 처리 장치.
피사체 영상을 촬영하는 촬영부;
가상의 웨이블릿 영상에 소정의 워터마크를 삽입하여 생성한 워터마킹 영상 및 상기 촬영된 영상을 합성한 합성 영상을 생성하는 워터마크 처리부;
상기 합성 영상을 압축하는 압축부; 및
상기 압축된 영상을 외부로 전송하는 전송부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치.
제 14항에 있어서, 상기 워터마킹 처리부는,
가상의 웨이블릿 영상에 소정의 워터마크를 삽입한 워터마킹 영상을 생성하는 워터마킹 영상 생성부; 및
입력 영상 및 상기 워터마킹 영상을 합성한 합성 영상을 생성하는 합성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치.
제15항에 있어서, 상기 워터마킹 영상 생성부는,
가상의 영상을 소정 단계로 웨이블릿 변환한 가상의 웨이블릿 영상을 생성하는 웨이블릿 변환부;
상기 가상의 웨이블릿 영상의 저주파 부대역에 상기 워터마크를 삽입하는 삽입부; 및
상기 워터마크가 삽입된 가상의 웨이블릿 영상을 역 웨이블릿 변환하여 상기 워터마킹 영상을 생성하는 역 웨이블릿 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치.
제 16항에 있어서, 상기 가상의 웨이블릿 영상은 제로 계수값을 갖는 영상인 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치.
제 14항에 있어서, 상기 워터마킹 처리부는,
상기 촬영부에 의해 촬영되는 동영상의 매 프레임 및 상기 워터마킹 영상을 합성하는 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치.
제 14항에 있어서, 상기 워터마킹 처리부는,
상기 워터마크가 변경될 때마다 상기 워터마킹 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치.