Journal of Korea Multimedia Society (한국멀티미디어학회논문지)

Korea Multimedia Society (한국멀티미디어학회)
권호 표지

Multipurpose Watermarking Scheme Based on Contourlet Transform

컨투어렛 변환 기반의 다중 워터마킹 기법

  • 김지훈 (부산 IT융합연구소) ;
  • 이석환 (동명대학교 정보보호학과) ;
  • 박승섭 (부경대학교 전자컴퓨터정보통신공학부) ;
  • 김지홍 (동의대학교 영상정보공학과) ;
  • 오세웅 (동의대학교 게임공학과) ;
  • 서용수 (동서대학교 전자공학과) ;
  • 권기룡 (부경대학교 전자컴퓨터정보통신공학부)
  • Published : 2009.07.30
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Abstract

This paper presents multipurpose watermarking scheme in coutourlet transform domain for copyright protection, authentication and transform detection. Since contourlet transform can detect more multi direction edge and smooth contour than wavelet transform, the proposed scheme embeds multi watermarks in contourlet domain based on 4-level Laplacian pyramid and 2-level directional filter bank. In the first stage of the robust watermarking scheme for copyright protection, we generates the sequence of circle patterns according to watermark bits and projects these patterns into the average of magnitude coefficients of high frequency directional subbands. Then the watermark bit is embedded into variance distribution of the projected magnitude coefficients. In the second stage that is the semi-fragile watermarking scheme for authentication and transform detection, we embed the binary watermark image in the low frequency subband of higher level by using adaptive quantization modulation scheme. From the evaluation experiment using Checkmark 2.1, we verified that the proposed scheme is superior to the conventional scheme in a view of the robustness and the invisibility.

본 논문에서는 컨투어렛 변환 영역 상에서 저작권 보호, 인증 및 변형 검출 등을 위한 다중 목적의 워터마킹 기법을 제안한다. 컨투어렛 변환은 웨이블릿 변환보다 다방향성의 에지 및 부드러운 윤곽선 검출 성능이 보다 우수하여 제안한 방법에서는 4레벨 라플라시안 피라미드와 2 레벨 방향성 필터 뱅크를 이용한 컨투어렛 변환 영역 상에서 워터마크를 삽입한다. 먼저 제안한 방법의 첫 번째 단계에서는 저작권 보호를 위한 강인성 워터마킹 기법으로 워터마크 비트에 따라 원 패턴의 시퀀스를 생성하여, 이들 시퀀스 형태로 방향성 고주파 대역의 평균 계수 대역 내에 투영한다. 그리고 투영된 계수들의 분산 분포에 워터마크 비트를 각각 삽입한다. 그리고 두 번째 단계에서는 인증 및 변형 검출을 위한 준연약성 워터마킹 기법으로써, 최상위 레벨의 저주파 대역 내에 이진 워터마크 영상을 적응적 양자화기에 의하여 삽입한다. Checkmark 2.1를 이용한 평가 실험에서 제안한 방법이 기존의 방법에 비하여 강인성 및 비가시성이 보다 우수함을 확인하였다.

Keywords

References

  1. R. G. van Schyndel, A. Z. Tirkel, and C. F. Osborne, “A digital watermark," Poc. Of the IEEE Int. Conf. on Image Processing, Vol.2, pp. 86-90, 1994.
  2. M. D. Swanson, B. Zhu, and A. H. Tewfik, “Robust data hiding for images," Proc of the IEEE Digital Signal Processing Workshop, pp. 37-40, 1996.
  3. I. J. Cox, J. Kilian, F. T. Leighton, and T. Shammon, “Secure spread spectrum for watermarking for multimedia," IEEE Trans. Image Processing, Vol.6, pp. 1673-1687, 1997. https://doi.org/10.1109/83.650120
  4. C. I. Podilchuk and W. Xent, “Image adaptive watermarking using visual models," IEEE Journal on Selected Area in communications, Vol.16, No.4, pp. 525-539, May 1997. https://doi.org/10.1109/49.668975
  5. C. Lin and S. Chang, “A robust image authentication method distinguishing JPEG compression from malicious manipulation," IEEE Trans. On Circuits and Systems of Video Technology, Vol.11, No.2, pp. 153-168, Feb. 2001. https://doi.org/10.1109/76.905982
  6. B. Chandra Mohan and S. Srinivas Kumar, “Robust digital watermarking scheme using contourlet transform," International Journal of Computer Science and Network Security, Vol.8, No.2, pp. 43-53, Feb. 2008.
  7. H. Song, S. Yua, X. Yanga, L. Songa and C. Wanga, “Contourlet-based image adaptive watermarking," Signal Processing: Image Communication, Vol.23, Issue 3, pp. 162-178, Mar. 2008. https://doi.org/10.1016/j.image.2008.01.005
  8. T. Kumaran and P. Thangavel, “Watermarking in contourlet transform domain using genetic algorithm," Proceedings of the 2008 Second UKSIM European Symposium on Computer Modeling and Simulation, pp. 257-262, 2008.
  9. J.H. Kim, J.K Lee, B.J. Jang, S.H. Lee, Y.D. Moon and K.R. Kwon, “Blind Watermarking Mean Magnitude Coefficient Values of Subband Based on Contourlet Transform Domain," MITA2008, pp. 60, Jun. 2008.
  10. M. N. Do and M. Vetterli, “The contourlet transform: An efficient directional multiresolution image representation," IEEE Trans. on Image Processing, Vol.14, No.12, pp. 2091-2106, Dec. 2005. https://doi.org/10.1109/TIP.2005.859376
  11. P. J. Burt and E. H. Adelson, “The Laplacian pyramid as a compact image code," IEEE Trans. Commun., Vol.31, No.4, pp. 532-540, Apr. 1983. https://doi.org/10.1109/TCOM.1983.1095851
  12. R. H. Bamberger and M. J. T. Smith, “A filter bank for the directional decomposition of image: Theory and design," IEEE Trans. Signal Processing, Vol.40, No.4, pp. 882-893, Apr. 1992. https://doi.org/10.1109/78.127960
  13. B. Chen and G. W. Wornell, “Quantization index modulation: A class of probably good methods for digital watermarking and information embedding," IEEE Trans. On Information Theory, Vol.47, No.4, pp. 1423-1443, May 2001. https://doi.org/10.1109/18.923725
  14. http://watermarking.unique.ch/Checkmark/index.html