Adaptive Block Watermarking Based on JPEG2000 DWT

In this paper, we propose and verify an adaptive block watermarking algorithm based on JPEG2000 DWT, which determines watermarking for the original image by two scaling factors in order to overcome image degradation and blocking problem at the edge. Adaptive block watermarking algorithm uses 2 scaling factors, one is calculated by the ratio of present block average to the next block average, and the other is calculated by the ratio of total LL subband average to each block average. Signals of adaptive block watermark are obtained from an original image by itself and the strength of watermark is automatically controlled by image characters. Instead of conventional methods using identical intensity of a watermark, the proposed method uses adaptive watermark with different intensity controlled by each block. Thus, an adaptive block watermark improves the visuality of images by 4$\sim$14dB and it is robust against attacks such as filtering, JPEG2000 compression, resizing and cropping. Also we implemented the algorithm in ASIC using Hynix 0.25${\mu}m$ CMOS technology to integrate it in JPEG2000 codec chip.

JPEG2000 DWT에 기반한 적응형 블록 워터마킹 구현

본 논문에서는 JPEG2000 DWT에 대한 워터마킹 알고리즘들의 화질 저하와 에지 부근의 블록화 문제를 해결하기 위하여 두 개의 스케일링 변수를 사용하여 블록간의 워터마킹 신호가 영상에 따라 자동 조절되는 적응형 블록 워터마킹을 제안하고 검증하였다. 저주파 LL 부대역의 모든 계수들의 평균값과 블록 평균값과의 비를 스케일 변수로 사용하여 1차 강도 조절을 하고, 현재 블록 평균간과 다음 인접 블록 평균간의 비를 2차 스케일링 변수로 사용하여 강도 조절을 함으로써 비가시성과 화질 저하의 문제를 해결하였다. 적응형 블록 워터마킹은 원본 영상에 의해 자동으로 생성되며, 영상의 밝기 값에 따라 워터마크의 강도가 조절된다. 동일한 강도의 워터마크를 삽입하는 대신에 블록 단위별로 서로 다른 강도를 가지는 워터마크를 삽입함으로써 기존 알고리즘들보다 비가시성적인 특성이 4$\sim$14dB 향상되었으며 필터 공격, JPEG2000 압축, 리사이즈, 자르기 등과 같은 다양한 워터마크 공격에도 더욱 견고한 특성을 보였다. 또한 제안한 방식을 JPEG2000 칩에도 적용하기 위해 Hynix 0.25 ${\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여 ASIC으로 구현하여 검증하였다.