한국정보처리학회논문지 (The Transactions of the Korea Information Processing Society)

한국정보처리학회 (Korea Information Processing Society)
권호 표지

채널 코딩 기법을 이용한 디지털 워터마킹

Digital Watermarking using the Channel Coding Technique

  • 배창석 (한국전자통신연구원) ;
  • 최재훈 (연세대학교 대학원 전기전자공학과) ;
  • 서동완 (연세대학교 대학원 전기전자공학과) ;
  • 최윤식 (연세대학교 대학원 전기전자공학과)
  • Bae, Chang-Seok (Electronics and Telecommunications Research Institute) ;
  • Choi, Jae-Hoon (Dept.of Electric Electronics Engineering, Graduate School of Yonsei University) ;
  • Seo, Dong-Wan (Dept.of Electric Electronics Engineering, Graduate School of Yonsei University) ;
  • Choe, Yoon-Sik (Dept.of Electric Electronics Engineering, Graduate School of Yonsei University)
  • 발행 : 2000.10.01
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초록

멀티미디어 데이터의 저작권 보호를 위해 데이터의 조작에 강인한 특성을 가져야 하는 디지털 워터마크는 잡음 환경에서 최대한 오류를 줄이면서 데이터를 전달하고자 하는 채널 코딩 기법과 유사한 개념을 가진다. 본 논문에서는 정지영상을 대상으로 이러한 채널 코딩 알고리즘을 이용하여 각종 데이터의 조작에 강인한 디지털 워터마킹 기법을 제안한다. 저작권 정보는 길쌈 부호(convolutional code)를 사용하여 부호화되며, 데이터의 연속적인 손실을 방지하기 위하여 블록 인터리빙(block interleaving) 기법이 적용된다. 부호화된 저작권 정보는 데이터의 조작에 강인한 특성을 갖는 대역 확산 기법에 의해 영상 데이터에 은닉된다. 저작권 정보의 복원을 위해 워터마크된 영상과 은닉 과정에서 사용된 가상 랜덤 잡음 시퀀스(pseudo random noise sequence)와의 공분산(covariance)에 의해 워터마크 신호가 검출되며, 이 신호를 디인터리빙(de-interleaving)하고 복호화(decoding)하여 은닉된 저작권 정보를 복구한다. 실험 결과 일반적인 대역 확산 기법보다 채널 코딩과 블록 인터리빙을 활용한 기법이 동일한 PSNR에서 가우시안(Gaussian) 잡음 추가, 필터링 및 JPEG 압축 등의 공격에 대해 보다 정확하게 은닉된 저작권 정보를 검출할 수 있다는 것을 확인하였다.

Digital watermarking has similar concepts with channel coding thechnique for transferring data with minimizing error in noise environment, since it should be robust to various kinds of data manipulation for protecting copyrights of multimedia data. This paper proposes a digital watermarking technique which is robust to various kinds of data manipulation. Intellectual property rights information is encoded using a convolutional code, and block-interleaving technique is applied to prevent successive loss of encoded data. Encoded intelloctual property rithts informationis embedded using spread spectrum technique which is robust to cata manipulation. In order to reconstruct intellectual property rights information, watermark signalis detected by covariance between watermarked image and pseudo rando noise sequence which is used to einbed watermark. Embedded intellectual property rights information is obtaned by de-interleaving and cecoding previously detected wtermark signal. Experimental results show that block interleaving watermarking technique can detect embedded intellectial property right informationmore correctly against to attacks like Gaussian noise additon, filtering, and JPEG compression than general spread spectrum technique in the same PSNR.

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참고문헌

  1. F. A. P. Petitcolas, R. J. Anderson, and M. G. Kuhn, 'Information Hiding - A Survey,' Proc. of the IEEE Special Issue on Identification and Protection of Multimedia information, Vol.87, No.7, pp.1062-1078, July 1999 https://doi.org/10.1109/5.771065
  2. F. Hartung and M. Kutter, 'Multimedia Watermarking Techniques,' Proc of the IEEE Special Issue on Identification and Protection of Multimedia Information, Vol 87, No.7, pp 1079-1107, July 1999 https://doi.org/10.1109/5.771066
  3. I. J. Cox, J. Kilian, T. Leighton and T. Shamoon, 'Secure Spread Spectrum Watermarking for Images, Audio and Video,' Proc. of 1996 Int'l. Conf. on Image Processing (ICIP'96), Vol.III, pp.243-246, 1996 https://doi.org/10.1109/ICIP.1996.560429
  4. 이형훈, 배창석, 최재훈, 최윤식, 'MPEG 비디오를 위한 하이브리드 워터마킹 알고리즘', 정보처리학회논문지, 제6권 제11호, pp.3157-3164, 1999
  5. A. Tirkel, G. Rankin, R. van Schyndel, W. Ho, N. Mee, and C. Osborne, 'Electronic Water Mark,' Proc.of DICTA 1993, pp.666-672, Dec. 1993
  6. F. M Boland, J J K. ORuanaidh, and W. J Dowling, 'Watermarking Digital Images for Copyright Protection,' Proc. of Int. Conf. Image Processing and Its Applications, Vol 410, Edinburgh, U K, July 1995
  7. K. S. Ng and L. M. Cheng, 'Selective Block Assignment Approach for Robust Digital Image Watermarking,' Proc of SPIE Security and Watermarking of Multimedia Contents, Vol.3657, pp. 14-20, San Jose, Jan 1999 https://doi.org/10.1117/12.344668
  8. S. Pereira, J. J. K O'Ruanaidh, and T. Pun, 'Secure Robust Digital Watermarking using the Lapped Orthogonal Transform,' Proc. of SPIE Security and Watermarking of Multimedia Contents, Vol. 3657, pp.21-30, San Jose, Jan. 1999 https://doi.org/10.1117/12.344678
  9. M. Barni, F Bartolini, V Cappellini, A. Lippi., and A. Piva, 'DWT-Based Technique for Spatio-Frequency Masking of Digital Signatures,' Proc. of SPIE Security and Watermarking of Multimedia Contents, Vol.3657, pp.31-39, San Jose, Jan. 1999 https://doi.org/10.1117/12.344689