KR20210056657A - 적시의 포렌식 워터마크 임베딩 장치 및 방법 - Google Patents

적시의 포렌식 워터마크 임베딩 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적시의 포렌식 워터마크 임베딩 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 적시의 포렌식 워터마크 임베딩 장치는, 임베딩 정보, 클라이언트 메타데이터 및 워터마크 정보를 저장하기 위한 데이터베이스 유닛; 원본 콘텐츠의 소정의 콘텐츠 구간마다 블록들을 분석하여 워터마크 정보를 임베딩할 블록들에 대한 임베딩 정보를 데이터베이스 유닛에 저장하고, 원본 콘텐츠를 저장하는 전처리 유닛; 및 클라이언트 메타데이터가 입력되면, 클라이언트 메타데이터로부터 워터마크 정보를 생성하고, 클라이언트 메타데이터 및 워터마크 정보를 연계하여 데이터베이스 유닛에 저장하고, 데이터베이스 유닛에 저장된 임베딩 정보를 이용하여 전처리 유닛으로부터 제공되는 원본 콘텐츠에 워터마크 정보를 임베딩하여 출력하는 배포 유닛을 포함함으로써, 적시의 응답성을 보장하면서도 공모 공격에 강인한 포렌식 워터마크를 제공할 수 있다.

Description

적시의 포렌식 워터마크 임베딩 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR INSERTING JUST IN TIME FORENSIC WATERMARKS}
본 발명은 적시의 포렌식 워터마크 임베딩 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 실시간에 가까운 응답성을 보장하면서도 공모 공격에 강인한 적시의 포렌식 워터마크 임베딩 장치 및 방법에 관한 것이다.
서버 사이드에서 포렌식 워터마크를 임베딩하기 위해서는 실시간으로 사용자 정보를 임베딩해야 하는 어려움을 극복해야 한다. 이러한 어려움을 극복하기 위해, 전처리 과정을 통해 원본 콘텐츠에 워터마크 0을 임베딩한 0 콘텐츠 파일과 원본 콘텐츠에 워터마크 1을 임베딩한 1 콘텐츠 파일을 생성한 후에, 사용자 정보에 근거하여 실시간으로 전처리 과정에서 생성된 0 콘텐츠 파일과 1 콘텐츠 파일을 조합하여 포렌식 워터마크를 임베딩하는 방식이 사용되고 있다.
하지만, 이 방식은 복수의 사용자가 각자가 자신이 가진 콘텐츠의 일부 구간을 섞어 쉽게 포렌식 워터마크를 무력화할 수 있는 치명적인 단점이 있다. 예를 들면, 두 명의 사용자가 각자 내려받은 콘텐츠 섹션들을 섞여서 완전히 다른 콘텐츠 파일을 만들어 서비스 제공자가 임베딩한 정보를 무력화할 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 실시간에 가까운 응답성을 보장하면서도 공모 공격에 강인한 적시의 포렌식 워터마크 임베딩 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 적시의 포렌식 워터마크 임베딩 장치는, 임베딩 정보, 클라이언트 메타데이터 및 워터마크 정보를 저장하기 위한 데이터베이스 유닛; 원본 콘텐츠의 소정의 콘텐츠 구간마다 블록들을 분석하여 워터마크 정보를 임베딩할 블록들에 대한 상기 임베딩 정보를 상기 데이터베이스 유닛에 저장하고, 상기 원본 콘텐츠를 저장하는 전처리 유닛; 및 클라이언트 메타데이터가 입력되면 상기 클라이언트 메타데이터로부터 상기 워터마크 정보를 생성하고, 상기 클라이언트 메타데이터 및 상기 워터마크 정보를 연계하여 상기 데이터베이스 유닛에 저장하고, 상기 데이터베이스 유닛에 저장된 상기 임베딩 정보를 이용하여 상기 전처리 유닛으로부터 제공되는 상기 원본 콘텐츠에 상기 워터마크 정보를 임베딩하여 출력하는 배포 유닛을 제공한다.
상기 원본 콘텐츠는 동영상 콘텐츠이고, 상기 소정의 콘텐츠 구간은 GOP(Group Of Picture) 콘텐츠와 관련이 있고, 상기 전처리 유닛은 상기 GOP 콘텐츠 중 소정의 프레임의 블록들을 분석하여 워터마크 정보를 임베딩할 블록들에 대한 위치 정보를 상기 임베딩 정보로 저장할 수 있다.
상기 전처리 유닛은 상기 소정의 프레임에 상기 워터마크 정보를 페이로딩할 수 있는 개수를 만족하는 블록들이 있는지를 확인할 수 있다.
상기 소정의 프레임은 인트라 프레임이고, 상기 전처리 유닛은 상기 인트라 프레임에서 부호화된 영상의 블록들을 이용하여 소정 크기 이하의 서브블록을 선택하고, 상기 소정 크기 이하의 서브블록만으로 이루어진 매크로블록을 임베딩 가능 블록으로 선택할 수 있다.
상기 전처리 유닛은 상기 임베딩 가능 블록의 양자화 계수들 중에서 영이 아닌 양자화 계수들(nonzero quantized coefficients: NNZ)의 수가 소정의 개수(Nt)보다 더 큰 지를 확인하고, 상기 NNZ가 가장 큰 매크로블록으로부터 상기 워터마크 정보를 페이로딩할 수 있는 개수만큼을 최종 임베딩 블록으로 결정할 수 있다.
상기 전처리 유닛은 시간적 플리커를 방지하거나 감소시키기 위해 의사 움직임 벡터(pseudo motion vector)를 계산하여 상기 최종 임베딩 블록을 결정할 수 있다.
상기 전처리 유닛은 상기 GOP 콘텐츠 중 상기 소정의 프레임의 블록들을 분석하여 특정의 워터마크 정보를 임베딩할 프레임과 블록들에 대한 특정 임베딩 정보 및 임의의 워터마크 정보를 임베당할 프레임과 블록들에 대한 임의 임베딩 정보를 상기 데이터베이스 유닛에 저장하고, 상기 전처리 유닛은 상기 임의 임베딩 정보를 이용하여 상기 원본 콘텐츠에 상기 임의의 워터마크 정보를 임베딩하여 임의 정보 콘텐츠를 생성하여 저장하고, 상기 배포 유닛은 상기 클라이언트 메타데이터로부터 상기 특정의 워터마크 정보를 생성하고, 상기 데이터베이스 유닛에 저장된 상기 특정 임베딩 정보를 이용하여 상기 전처리 유닛으로부터 제공되는 상기 원본 콘텐츠에 상기 특정의 워터마크 정보를 임베딩하여 출력하고, 임의 임베딩 정보와 관련된 프레임이 있을 때에는 상기 원본 콘텐츠 대신 임의 정보 콘텐츠를 선택하여 출력할 수 있다.
본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 데이터베이스 유닛을 포함하는 장치에 의해 수행되는 적시의 포렌식 워터마크 임베딩 방법은, 원본 콘텐츠의 소정의 콘텐츠 구간마다 블록들을 분석하여 워터마크 정보를 임베딩할 블록들에 대한 임베딩 정보를 상기 데이터베이스 유닛에 저장하고, 상기 원본 콘텐츠를 저장하는 단계; 클라이언트 메타데이터가 입력되면, 상기 클라이언트 메타데이터로부터 워터마크 정보를 생성하고, 상기 클라이언트 메타데이터 및 상기 워터마크 정보를 연계하여 상기 데이터베이스 유닛에 저장하는 단계; 및 상기 데이터베이스 유닛에 저장된 상기 임베딩 정보를 이용하여 상기 원본 콘텐츠를 저장하는 단계에서 저장된 상기 원본 콘텐츠에 상기 워터마크 정보를 임베딩하여 출력하는 단계를 제공함으로써, 상술한 목적을 달성할 수 있다.
상술한 구성에 의해, 본 발명은 미리 워터마크 정보가 임베딩될 프레임 정보와 프레임의 블록 정보를 분석하여 저장해 둠으로써, 적시의 응답성을 보장하면서도 공모 공격에 강인한 포렌식 워터마크를 제공할 수 있다.
본 발명은 또한, 특정의 사용자 정보와 임의의 사용자 정보 둘 다를 포렌식 정보로 이용함으로써, 적시의 응답성을 보장하면서도 공모 공격에 강인한 포렌식 마크를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포렌식 워터마크 임베딩 장치를 도시하는 블록도이다.
도 2는 도 1의 블록 분석부에서 선택된 블록들의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 3은 도 1의 프레임 결합부에서 프레임들이 결합된 배포 콘텐츠의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 4는 도 1의 데이터베이스 유닛에 저장된 정보들의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 포렌식 워터마크 임베딩 장치를 도시하는 블록도이다.
도 6은 도 5의 임의 정보 임베딩부에서 임베딩한 결과의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 포렌식 워터마크 임베딩 방법을 도시하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 적시의 포렌식 워터마크 임베딩 장치 및 방법의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성 요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포렌식 워터마크 임베딩 장치를 도시하는 블록도이고, 도 2는 도 1의 블록 분석부에서 선택된 블록들의 일 예를 도시하는 도면이고, 도 3은 도 1의 프레임 결합부에서 프레임들이 결합된 배포 콘텐츠의 일 예를 도시하는 도면이고, 도 4는 도 1의 데이터베이스 유닛에 저장된 정보들의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 포렌식 워터마크 임베딩 장치는 전처리 유닛(110), 배포 유닛(120) 및 데이터베이스 유닛(130)을 포함한다.
전처리 유닛(110)은 콘텐츠 ID 부여부(112), 프레임 추출부(114), 블록 분석부(116) 및 콘텐츠 저장부(118)를 포함할 수 있다.
콘텐츠 ID 부여부(112)는 원본 콘텐츠가 입력되면 관리를 위한 콘텐츠 ID를 부여한다. 콘텐츠 ID 부여부(112)는 원본 콘텐츠가 동일하면, 항상 동일한 콘텐츠 ID를 부여하는 것이 바람직하지만, 원본 콘텐츠가 전처리 유닛(110)에 입력될 때마다 시리즈 형태의 콘텐츠 ID를 부여할 수도 있다. 콘텐츠 ID 부여부(112)는 원본 콘텐츠와 관련된 콘텐츠 ID를 데이터베이스 유닛(130)에 저장한다.
프레임 추출부(114)는 원본 콘텐츠로부터 인트라 프레임을 추출한다. 원본 콘텐츠가 동영상 콘텐츠이면, 원본 콘텐츠는 복수의 GOP(Group Of Pictures)를 포함할 수 있다. 여기서 GOP는 프레임 내 부호화 영상인 인트라 프레임(I frame), 프레임 간 순방향 예측의 부호화 영상인 예측 프레임(P frame), 및 양방향 예측 부호화 영상인 양방향 예측 프레임(B frame)을 포함하며, 예를 들어 하나의 GOP는 I, B, B, P, B, B, P, B, B, P, B, B, P, B, B으로 구성될 수 있다. 여기서 프레임 추출부(114)가 추출하는 프레임의 예시로 인트라 프레임이 사용되었을 뿐이며, 예측 프레임(P frame)과 양방향 예측 프레임(B frame)을 배제하는 것이 아니다.
블록 분석부(116)는 프레임 추출부(114)에서 추출되어 출력된 인트라 프레임을 입력으로 받아 온전한 워터마크를 표현할 수 있는 블록들을 분석하여 배포 유닛(120)에서 워터마킹에 이용될 프레임을 선택할 수 있다. 이 경우, 동영상이라면, 하나의 프레임 내에 페이로드 모두를 표현할 수 있는 블록들이 있는지를 분석하여 선택할 수 있다.
블록 분석부(116)는 부호화된 영상의 인트라 프레임에서 소정 크기 이하의 블록, 즉 부호화된 영상의 가장 작은 블록을 선택한다. 블록 분석부(116)는 예를 들어, 인트라 프레임에서 4 X 4의 예측 블록의 휘도(luminance) 신호를 선택할 수 있다. 이에 의해, 인트라 프레임에서 소정 크기보다 큰 블록으로 부호화된 블록은 워터마크 정보를 임베딩할 블록 후보군에서 제외된다. 소정 크기보다 큰 블록으로 부호화된 블록을 후보군에서 제외하는 이유는 이들 블록의 영상이 평탄한(smooth) 영상에 가까우므로 이러한 블록에 워터마크가 임베딩될 경우 눈에 띌 가능성이 크기 때문이다. 그러므로 HEVC 규격에서 32 X 32, 32 X 16, 16 X 32 및 16 X 16의 블록들 중 어느 하나로 부호화되어 있는 경우, 이 블록은 평탄화 영상에 가까운 것으로 고려될 수 있고, AVC 규격에서 16 X 16, 8 X 16 및 16 X 8의 블록들 중 어느 하나로 부호화되어 있는 경우, 이 블록은 평탄화 영상에 가까운 것으로 고려될 수 있다.
블록 분석부(116)는 소정 크기 이하의 블록들만으로 구성된 매크로블록을 선택한다. 블록 분석부(116)는 예를 들어, AVC 규격의 경우 부호화된 영상의 인트라 프레임에서 선택된 4 X 4의 서브블록으로만 구성된 16 X 16의 매크로블록을 선택할 수 있다.
블록 분석부(116)는 선택된 매크로블록의 양자화 계수들 중에서 영이 아닌 양자화 계수들(nonzero quantized coefficients: NNZ)의 수가 소정의 개수(Nt)보다 더 큰 지를 확인한다. NNZ의 수가 소정의 개수(Nt)보다 더 크면, 블록 분석부(116)는 해당 블록들을 워터마크 정보가 임베딩 가능한 블록들로 선택한다. NNZ가 작은 경우에는 영상 복호화 과정에서 해당 매크로블록의 원래의 정보를 많이 잃어버리게 되어 동기화 에러가 커질 수 있는바, 이들을 고려하여 소정의 개수(Nt)를 설정하는 것이 중요하다.
블록 분석부(116)는 워터마크 정보를 임베딩할 수 있는 매크로블록들의 수가 워터마크 정보를 페이로드할 수의 소정 개수, 예를 들어 64개 이상이면, 배포 유닛(120)에서 워터마크 정보가 임베딩될 프레임으로 선택한다. 블록 분석부(116)에서 분석한 결과에 따른 블록들의 일 예가 도 2에 도시되어 있다. 도 2에서 프레임들이 각각 인트라 프레임에 해당한다면, 제1 GOP의 인트라 프레임(Frame-1) 및 제1 GOP의 인트라 프레임(Frame-3)이 배포 유닛(120)에서 워터마크 정보를 임베딩할 프레임으로 선택된 것이다.
한편, 워터마크 정보의 워터마크가 삽입된 영상은 시간적 플리커(temporal flicker)가 발생할 수 있다. 블록 분석부(116)는 이러한 시간적 플리커를 방지하거나 감소시키기 위해 의사 움직임 벡터(pseudo motion vector)를 계산하여 워터마크 정보가 임베딩될 최종 매크로블록들을 결정할 수 있다.
블록 분석부(116)는 워터마크가 임베딩될 최종 매크로블록이 결정되면, 프레임 정보와 프레임 내의 블록들의 위치 정보를 데이터베이스 유닛(130)에 저장한다.
콘텐츠 저장부(118)는 원본 콘텐츠와 완전히 동일한 콘텐츠가 저장될 수 있으며, 장치에 따라서는 시퀀스 헤더에 나중에 워터마크가 임베딩될 프레임인지에 대한 정보가 포함된 콘텐츠가 저장될 수 있지만 동영상 프레임 자체에 변형이 발생된 것이 아니므로 본 발명에서는 이러한 모든 콘텐츠를 원본 콘텐츠로 통일하여 사용한다.
배포 유닛(120)은 클라이언트 메타데이터에 따라 워터마크 정보를 임베딩한 배포 콘텐츠를 출력하기 위해, 정보 생성부(122), 워터마크 임베딩부(124) 및 프레임 결합부(126)를 포함한다.
정보 생성부(122)는 사용자 디바이스 등으로부터 송신된 클라이언트 메타데이터(metadata)를 수신하고, 이 클라이언트 메타데이터를 이용하여 콘텐츠의 사용자 등을 특정할 수 있는 정보를 생성한다. 여기서 클라이언트 메타데이터는 사용자 정보 또는 일시(일자/시간) 정보 등일 수 있다. 여기서 사용자 정보는 사용자가 사용하는 ID 정보 또는 사용자 디바이스 정보를 포함하며, 사용자 디바이스 정보는 사용자 디바이스의 고유 ID(예를 들면, IP 어드레스, MAC 어드레스 정보) 등의 정보일 수 있고, 일시 정보는 예를 들면 네트워크상의 시각 서버에서 시각 정보 프로토콜(NTP,Network Time Protocol,RFC-1305) 등을 이용하여 송신되는 것일 수 있다.
정보 생성부(122)는 콘텐츠의 사용자 등을 특정할 수 있는 워터마크 정보(Client-Request-ID)를 생성하여, 워터마크 임베딩부(124)에 제공하고, 데이터베이스 유닛(130)에 클라이언트 메타데이터와 연계하여 워터마크 정보를 저장한다.
워터마크 임베딩부(124)는 정보 생성부(122)로부터 워터마크 정보를 수신하면, 데이터베이스 유닛(130)에 저장된 프레임 정보와 프레임 내의 블록들의 위치 정보를 불러온다. 워터마크 임베딩부(124)는 프레임 정보를 이용하여 콘텐츠 저장부(118)로부터 출력되는 GOP들 중에서 워터마크 정보를 임베딩할 인트라 프레임을 선택하고, 이 인트라 프레임의 블록들의 위치 정보를 이용하여 워터마크 정보를 임베딩하여 출력한다. 워터마크 임베딩부(124)는 워터마크 정보에 의해 사용자 등이 특정될 수 있도록, 블록 분석부(116)에서 선택된 모든 프레임에 대해서는 동일한 워터마크 정보를 임베딩한다.
프레임 결합부(126)는 콘텐츠 저장부(118)로부터 출력되는 원본 콘텐츠들과 워터마크 임베딩부(124)로부터 출력되는 워터마크 콘텐츠들을 결합하여 배포 콘텐츠 파일을 출력한다. 프레임 결합부(126)에서 프레임들이 결합된 배포 콘텐츠의 일 예가 도 3에 도시되어 있다. 도 3에도 도 2와 같이, 블록의 수가 4개만 도시되어 있지만, 블록의 수는 워터마크 정보의 페이로드를 모두 표시할 수 있는 수, 예를 들어 64개일 수 있다.
데이터베이스 유닛(130)은 콘텐츠 ID 부여부(112)에서 부여된 콘텐츠 ID를 저장하며, 블록 분석부(116)에서 선택된 프레임 정보와 프레임 내의 블록들의 위치 정보를 저장한다. 이에 의해, 이들 정보는 배포 유닛(120)에서 포렌식 워터마크를 임베딩할 때에 실시간에 가깝게, 즉 적시에 워터마크를 임베딩하여 송신할 수 있다.
데이터베이스 유닛(130)은 또한, 정보 생성부(122)에 입력된 클라이언트 메타데이터와 정보 생성부(122)에서 생성된 워터마크 정보를 저장한다. 워터마크 정보는 배포 유닛(120)에서 입력된 클라이언트 메타데이터와 함께 연계되어 저장되므로, 나중에 워터마크 정보의 사용자를 특정할 수 있다. 데이터베이스 유닛(130)에 저장된 정보들의 일 예가 도 4에 도시되어 있다.
도 5는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 포렌식 워터마크 임베딩 장치를 도시하는 블록도이고, 도 6은 도 5의 임의 정보 임베딩부에서 임베딩한 결과의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 포렌식 워터마크 임베딩 장치는 전처리 유닛(110), 배포 유닛(120) 및 데이터베이스 유닛(130)을 포함한다.
전처리 유닛(110)은 콘텐츠 ID 부여부(112), 프레임 추출부(114), 블록 분석부(116) 및 콘텐츠 저장부(118), 임의 정보 생성부(512), 임의 정보 임베딩부(514) 및 임의 정보 콘텐츠 저장부(516)를 포함할 수 있다.
콘텐츠 ID 부여부(112)는 원본 콘텐츠가 입력되면 관리를 위한 콘텐츠 ID를 부여한다. 프레임 추출부(114)는 원본 콘텐츠로부터 인트라 프레임을 추출한다.
블록 분석부(116)는 프레임 추출부(114)에서 추출되어 출력된 소정 개수, 예컨대 20개의 인트라 프레임을 한 세트의 입력으로 받아 온전한 워터마크를 표현할 수 있는 블록들을 분석하여 이후 워터마킹에 이용될 프레임들을 선택할 수 있다. 블록 분석부(116)는 부호화된 영상의 인트라 프레임에서 소정 크기 이하의 블록, 즉 부호화된 영상의 블록들 중 가장 작은 블록을 선택한다. 블록 분석부(116)는 소정 크기 이하의 블록들만으로 구성된 매크로블록을 선택한다. 블록 분석부(116)는 예를 들어, AVC 규격의 경우 부호화된 영상의 인트라 프레임에서 선택된 4 X 4의 서브블록으로만 구성된 16 X 16의 매크로블록을 선택할 수 있다.
블록 분석부(116)는 선택된 매크로블록의 양자화 계수들 중에서 영이 아닌 양자화 계수들(nonzero quantized coefficients: NNZ)의 수가 소정의 개수(Nt)보다 더 큰 지를 확인한다. NNZ의 수가 소정의 개수(Nt)보다 더 크면, 블록 분석부(116)는 해당 블록을 워터마크 정보를 임베딩할 수 있는 블록으로 선택한다. 블록 분석부(116)는 워터마크 정보를 페이로드할 매크로블록들의 수가 소정 개수 이상이면, NNZ가 큰 매크로블록부터 64개의 매크로블록을 워터마크 정보를 임베딩할 최종 매크로블록들로 결정한다.
블록 분석부(116)는 워터마크를 정보를 임베딩할 수 있는 프레임들 중에서 특정의 워터마크 정보를 임베딩하기 위해 예를 들어, 플리커에 가장 강인한 프레임을 특정의 워터마크 정보를 임베딩할 프레임으로 선택하고, 나머지 프레임들에 대해서는 임의의 워터마크 정보를 임베딩하기 위해 임의 정보 임베딩부(514)로 출력할 수 있다.
임의 정보 생성부(512)는 블록 분석부(116)로부터 출력되어 입력된 프레임들에 임베딩될 임의의 워터마크 정보를 생성한다. 여기서 콘텐츠 ID가 0x10이고 유일한 값들이 각각 50afsd, 22sdss 또는 xxxxxx 라고 한다면, 임의의 워터마크 정보는 0x10-50afsd, 0x10-22sdss 또는 0x10-xxxxxx이다. 임의 정보 생성부(512)에서 생성된 임의의 워터마크 정보는 또한, 영상 분석의 훼손을 방지하기 위한 CRC 등의 정보, 영상의 소유자(배포자)를 표시하기 위한 배포 정보, 또는 영상 검출에 필요한 메타 정보와 관련된 워터마크 정보일 수 있다.
임의 정보 임베딩부(514)는 블록 분석부(116)에서 선택된 복수의 프레임들 각각에 임의 정보 생성부(512)에서 생성된 임의의 워터마크 정보를 임베딩하여 임의 정보 콘텐츠를 생성할 수 있다. 임의 정보 임베딩부(514)는 임의의 워터마크 정보로 영상 분석의 훼손 등을 방지하도록 블록 분석부(116)에서 선택된 모든 프레임에 대해서는 동일한 임의의 워터마크 정보로 임베딩한다. 예를 들면, 임의 정보 생성부(512)에서 생성된 임의의 워터마크 정보 0x10-50afsd가 블록 분석부(116)에서 선택된 모든 프레임에 대해 동일한 임의의 워터마크 정보로 임베딩되어야 한다.
임의 정보 임베딩부(514)에서의 임의의 워터마크 정보의 임베딩 결과, 임의 정보 임베딩부(514)로부터 출력되는 모든 프레임은 그 자체로 온전한 임의의 워터마크 정보(Unique-Content-ID)를 갖는다. 임의 정보 임베딩부(514)에서 임베딩한 결과가 도 6에 도시되어 있다. 도 6에는 블록의 수가 4개만 도시되어 있지만, 블록의 수는 임의의 워터마크 정보 0x10-50afsd의 페이로드를 모두 표시할 수 있는 수, 예를 들어 64개, 필요에 따라서는 특정의 워터마크 정보의 페이로드보다 적은 32개일 수 있다. 임의 정보 임베딩부(514)는 데이터베이스 유닛(130)에 임의의 워터마크 정보들을 저장한다.
콘텐츠 저장부(118)는 원본 콘텐츠와 완전히 동일 또는 유사한 콘텐츠가 저장될 수 있다.
임의 정보 콘텐츠 저장부(516)는 임의 정보 임베딩부(514)에서 임의의 워터마크 정보가 임베딩된 임의 정보 콘텐츠들을 하나의 임의 정보 콘텐츠 파일로 저장한다. 임의 정보 콘텐츠 저장부(516)에는 청크 풀에서 관리할 수 있는 수만큼 미리 임의의 워터마크 정보가 임베딩된 다수의 임의 정보 콘텐츠 파일이 저장되어 있는 것이 바람직하다.
배포 유닛(120)은 클라이언트 메타데이터에 따라 특정의 워터마크 정보를 임베딩한 배포 콘텐츠를 출력하기 위해, 특정 정보 생성부(522), 특정 정보 임베딩부(524) 및 프레임 결합부(126)를 포함한다.
특정 정보 생성부(522)는 사용자 디바이스 등으로부터 송신된 클라이언트 메타데이터를 수신하고, 이 클라이언트 메타데이터를 이용하여 콘텐츠의 사용자 등을 특정할 수 있는 특정의 워터마크 정보를 생성한다. 특정 정보 생성부(522)는 이 특정의 워터마크 정보를 특정 정보 임베딩부(524)에 제공하고, 데이터베이스 유닛(130)에 클라이언트 메타데이터와 연계하여 특정의 워터마크 정보를 저장한다.
특정 정보 임베딩부(524)는 특정 정보 생성부(522)로부터 특정의 워터마크 정보를 수신하면, 데이터베이스 유닛(130)에 저장된 프레임 정보와 프레임 내의 블록들의 위치 정보를 불러온다. 특정 정보 임베딩부(524)는 프레임 정보를 이용하여 콘텐츠 저장부(118)로부터 출력되는 GOP들 중에서 특정의 워터마크 정보를 임베딩할 인트라 프레임을 선택하고, 이 인트라 프레임의 블록들의 위치 정보를 이용하여 특정의 워터마크 정보를 임베딩하여 출력한다. 특정 정보 임베딩부(524)는 특정의 워터마크 정보에 의해 사용자가 특정될 수 있도록, 블록 분석부(116)에서 제공된 모든 프레임에 대해서는 동일한 워터마크 정보를 임베딩한다.
프레임 결합부(126)는 콘텐츠 저장부(118)로부터 출력되는 원본 콘텐츠들과 특정 정보 임베딩부(524)로부터 출력되는 특정 정보 콘텐츠들과 임의 정보 콘텐츠 저장부(516)로부터 출력되는 임의 정보 콘텐츠들을 결합하여 배포 콘텐츠를 출력한다. 이에 의해, 배포 유닛(120)은 사용자를 특정할 수 있는 특정의 워터마크 정보뿐만 아니라 임의의 워터마크 정보도 함께 임베딩된 배포 콘텐츠를 사용자 디바이스 등으로 송신할 수 있다.
데이터베이스 유닛(130)은 콘텐츠 ID 부여부(112)에서 부여된 콘텐츠 ID를 저장하며, 블록 분석부(116)에서 선택된 프레임 정보와 프레임 내의 블록들의 위치 정보를 저장한다. 이에 의해, 이들 정보는 나중에 포렌식 워터마크를 임베딩할 때에 실시간에 가깝게, 즉 적시에 워터마크를 임베딩하여 송신할 수 있다.
데이터베이스 유닛(130)은 또한, 콘텐츠 ID와 연계하여 임의의 워터마크 정보가 임베딩된 프레임 정보와 프레임 내의 블록들의 위치 정보를 저장한다. 이에 의해, 이들 정보가 향후 포렌식 마크를 검출할 때에 이용될 뿐만 아니라 임의의 워터마크 정보의 임베딩 시 동일 프레임 및 프레임 내의 동일 블록들에 임의의 워터마크 정보가 임베딩되도록 이용될 수 있다.
도 5의 실시예에서는 임의의 워터마크 정보를 도입하여 전처리 유닛에서 임의의 워터마크 정보를 미리 임베딩하여 둠으로써 특정의 워터마크 정보를 임베딩함으로써 발생할 수 있는 시간 지연을 감소시킬 수 있으며, 또한 특정의 워터마크 정보와 임의의 워터마크 정보 둘 다를 포렌식 정보로 이용함으로써 공모 공격에 강인한 포렌식 마크를 제공할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 포렌식 워터마크 임베딩 방법을 도시하는 흐름도이다.
콘텐츠 ID 부여부(112)는 원본 콘텐츠가 입력되면 관리를 위한 콘텐츠 ID를 부여한다(S702). 프레임 추출부(114)는 원본 콘텐츠로부터 인트라 프레임을 추출한다(S704). 원본 콘텐츠가 동영상 콘텐츠이면, 원본 콘텐츠는 복수의 GOP(Group Of Pictures)를 포함할 수 있다.
블록 분석부(116)는 부호화된 영상의 인트라 프레임에서 소정 크기 이하의 블록, 즉 부호화된 영상의 가장 작은 블록을 선택한다(S706). 블록 분석부(116)는 소정 크기 이하의 블록들만으로 구성된 매크로블록들을 선택한다(S708). 블록 분석부(116)는 예를 들어, AVC 규격의 경우 부호화된 영상의 인트라 프레임에서 선택된 4 X 4의 서브블록으로만 구성된 16 X 16의 매크로블록을 선택할 수 있다. 블록 분석부(116)는 워터마크 정보를 임베딩할 수 있는 매크로블록들의 수가 워터마크 정보를 페이로드할 수의 소정 개수, 예를 들어 64개 이상이면, 배포 유닛(120)에서 워터마크 정보가 임베딩될 프레임으로 선택한다.
한편, 워터마크 정보의 워터마크가 삽입된 영상은 시간적 플리커(temporal flicker)가 발생할 수 있다. 블록 분석부(116)는 이러한 시간적 플리커를 방지하거나 감소시키기 위해 의사 움직임 벡터(pseudo motion vector)를 계산하여 워터마크 정보가 임베딩될 매크로블록들을 결정한다(S710).
블록 분석부(116)는 워터마크가 임베딩될 최종 매크로블록이 결정되면, 데이터베이스 유닛(130)에 프레임 정보와 프레임 내의 블록들의 위치 정보를 저장한다(S712).
콘텐츠 저장부(118)는 원본 콘텐츠와 동일 또는 콘텐츠 자체에 변형이 없는 원본 콘텐츠를 저장한다(S714).
정보 생성부(122)는 사용자 디바이스 등으로부터 송신된 클라이언트 메타데이터(metadata)를 수신하고, 이 클라이언트 메타데이터를 이용하여 콘텐츠의 사용자 등을 특정할 수 있는 워터마크 정보(Client-Request-ID)를 생성한다(S716). 정보 생성부(122)는 워터마크 정보를 워터마크 임베딩부(124)에 제공하고, 데이터베이스 유닛(130)에 클라이언트 메타데이터와 연계하여 워터마크 정보를 저장한다.
워터마크 임베딩부(124)는 정보 생성부(122)로부터 워터마크 정보를 수신하면, 데이터베이스 유닛(130)에 저장된 프레임 정보와 프레임 내의 블록들의 위치 정보를 불러온다. 워터마크 임베딩부(124)는 프레임 정보를 이용하여 콘텐츠 저장부(118)로부터 출력되는 GOP들 중에서 워터마크 정보를 임베딩할 인트라 프레임을 선택하고, 이 인트라 프레임의 블록들의 위치 정보를 이용하여 워터마크 정보를 임베딩하여 출력한다(S718). 워터마크 임베딩부(124)는 워터마크 정보에 의해 사용자가 특정될 수 있도록, 블록 분석부(116)에서 선택된 모든 프레임에 대해서는 동일한 워터마크 정보를 임베딩한다.
프레임 결합부(126)는 콘텐츠 저장부(118)로부터 출력되는 원본 콘텐츠들과 워터마크 임베딩부(124)로부터 출력되는 워터마크 콘텐츠들을 결합하여 배포 콘텐츠 파일을 출력한다(S720).
본 발명의 실시예들에서는 블록들을 분석하여 선택하는 것을 예시로 설명했지만, 경우에 따라서는 고정된 블록들을 선택하여 이용할 수도 있을 것이다.
이상에서 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 보여준 것에 불과하며, 본 발명의 보호 범위는 이하 특허청구범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형할 수 있을 것인 바, 본 발명과 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 전처리 유닛 112: 콘텐츠 ID 부여부
114: 프레임 추출부 116: 블록 분석부
118: 콘텐츠 저장부 120: 배포 유닛
122: 정보 생성부 124: 워터마크 임베딩부
126: 프레임 결합부 130: 데이터베이스 유닛
512: 임의 정보 생성부 514: 임의 정보 임베딩부
516: 임의 정보 콘텐츠 저장부 522: 특정 정보 생성부
524: 특정 정보 임베딩부

Claims (10)

  1. 적시의 포렌식 워터마크 임베딩 장치에 있어서,
    임베딩 정보, 클라이언트 메타데이터 및 워터마크 정보를 저장하기 위한 데이터베이스 유닛;
    원본 콘텐츠의 소정의 콘텐츠 구간마다 블록들을 분석하여 워터마크 정보를 임베딩할 블록들에 대한 상기 임베딩 정보를 상기 데이터베이스 유닛에 저장하고, 상기 원본 콘텐츠를 저장하는 전처리 유닛; 및
    클라이언트 메타데이터가 입력되면 상기 클라이언트 메타데이터로부터 상기 워터마크 정보를 생성하고, 상기 클라이언트 메타데이터 및 상기 워터마크 정보를 연계하여 상기 데이터베이스 유닛에 저장하고, 상기 데이터베이스 유닛에 저장된 상기 임베딩 정보를 이용하여 상기 전처리 유닛으로부터 제공되는 상기 원본 콘텐츠에 상기 워터마크 정보를 임베딩하여 출력하는 배포 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 적시의 포렌식 워터마크 임베딩 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원본 콘텐츠는 동영상 콘텐츠이고,
    상기 소정의 콘텐츠 구간은 GOP(Group Of Picture) 콘텐츠와 관련이 있고,
    상기 전처리 유닛은 상기 GOP 콘텐츠 중 소정의 프레임의 블록들을 분석하여 워터마크 정보를 임베딩할 블록들에 대한 위치 정보를 상기 임베딩 정보로 저장하는 것을 특징으로 하는 적시의 포렌식 워터마크 임베딩 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전처리 유닛은 상기 소정의 프레임에 상기 워터마크 정보를 페이로딩할 수 있는 개수를 만족하는 블록들이 있는지를 확인하는 것을 특징으로 하는 적시의 포렌식 워터마크 임베딩 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 소정의 프레임은 인트라 프레임이고,
    상기 전처리 유닛은 상기 인트라 프레임에서 부호화된 영상의 블록들을 이용하여 소정 크기 이하의 서브블록을 선택하고, 상기 소정 크기 이하의 서브블록만으로 이루어진 매크로블록을 임베딩 가능 블록으로 선택하는 것을 특징으로 하는 적시의 포렌식 워터마크 임베딩 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전처리 유닛은 상기 임베딩 가능 블록의 양자화 계수들 중에서 영이 아닌 양자화 계수들(nonzero quantized coefficients: NNZ)의 수가 소정의 개수(Nt)보다 더 큰 지를 확인하고, 상기 NNZ가 가장 큰 매크로블록으로부터 상기 워터마크 정보를 페이로딩할 수 있는 개수만큼을 최종 임베딩 블록으로 결정하는 것을 특징으로 하는 적시의 포렌식 워터마크 임베딩 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전처리 유닛은 시간적 플리커를 방지하거나 감소시키기 위해 의사 움직임 벡터(pseudo motion vector)를 계산하여 상기 최종 임베딩 블록을 결정하는 것을 특징으로 하는 적시의 포렌식 워터마크 임베딩 장치.
  7. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전처리 유닛은 상기 GOP 콘텐츠 중 상기 소정의 프레임의 블록들을 분석하여 특정의 워터마크 정보를 임베딩할 프레임과 블록들에 대한 특정 임베딩 정보 및 임의의 워터마크 정보를 임베당할 프레임과 블록들에 대한 임의 임베딩 정보를 상기 데이터베이스 유닛에 저장하고,
    상기 전처리 유닛은 상기 임의 임베딩 정보를 이용하여 상기 원본 콘텐츠에 상기 임의의 워터마크 정보를 임베딩하여 임의 정보 콘텐츠를 생성하여 저장하고,
    상기 배포 유닛은 상기 클라이언트 메타데이터로부터 상기 특정의 워터마크 정보를 생성하고, 상기 데이터베이스 유닛에 저장된 상기 특정 임베딩 정보를 이용하여 상기 전처리 유닛으로부터 제공되는 상기 원본 콘텐츠에 상기 특정의 워터마크 정보를 임베딩하여 출력하고, 임의 임베딩 정보와 관련된 프레임이 있을 때에는 상기 원본 콘텐츠 대신 임의 정보 콘텐츠를 선택하여 출력하는 것을 특징으로 하는 적시의 포렌식 워터마크 임베딩 장치.
  8. 데이터베이스 유닛을 포함하는 장치에 의해 수행되는 적시의 포렌식 워터마크 임베딩 방법에 있어서,
    원본 콘텐츠의 소정의 콘텐츠 구간마다 블록들을 분석하여 워터마크 정보를 임베딩할 블록들에 대한 임베딩 정보를 상기 데이터베이스 유닛에 저장하고, 상기 원본 콘텐츠를 저장하는 단계;
    클라이언트 메타데이터가 입력되면, 상기 클라이언트 메타데이터로부터 워터마크 정보를 생성하고, 상기 클라이언트 메타데이터 및 상기 워터마크 정보를 연계하여 상기 데이터베이스 유닛에 저장하는 단계; 및
    상기 데이터베이스 유닛에 저장된 상기 임베딩 정보를 이용하여 상기 원본 콘텐츠를 저장하는 단계에서 저장된 상기 원본 콘텐츠에 상기 워터마크 정보를 임베딩하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적시의 포렌식 워터마크 임베딩 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 원본 콘텐츠는 동영상 콘텐츠이고,
    상기 소정의 콘텐츠 구간은 GOP(Group Of Picture) 콘텐츠와 관련이 있고,
    상기 원본 콘텐츠를 저장하는 단계에서의 상기 블록들의 분석은, 상기 GOP 콘텐츠 중 소정의 프레임의 블록들을 분석하여 워터마크 정보를 임베딩할 블록들에 대한 위치 정보를 상기 임베딩 정보로 얻는 것을 특징으로 하는 적시의 포렌식 워터마크 임베딩 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 원본 콘텐츠를 저장하는 단계에서의 상기 블록들의 분석은, 상기 소정의 프레임에 상기 워터마크 정보를 페이로딩할 수 있는 개수를 만족하는 블록들이 있는지를 확인하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 적시의 포렌식 워터마크 임베딩 방법.
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