Robust Layered Watermarking of Digital Audio for Possible Timing Changes

In this paper, we present a layered watermarking technique for digital audio data that is capable of detecting timing change and adapting complexity in detection. The proposed watermarking uses echo hiding as the first layer, which enables the detector to estimate linear speed change. The spread spectrum watermark is then inserted in the second layer which includes additional information like copyright data. We use two kinds of sequences in the second layer, one of which is for synchronization and the other is for data. The results of previous layer are used to make estimate of timing change in the next layer. The detector in the presented method can select detecting range form the first layer to the first layer, second pre-layer, or second main-layer due to the required system specification. Experimental results show that the proposed watermarking technique is robust to several processing attacks including timing change.

시간축 변형을 고려한 디지털 오디오의 계층적 워터마크

본 논문에서는 디지털 오디오 신호에 부가 정보를 삽입하는 기술로써 계층적 워터마크를 사용하여 시간축 변형을 감지할 수 있고, 필요에 따라 검출 복잡도를 조절할 수 있는 기법을 제안한다. 1계층 워터마크는 오디오신호의 시간축 변형을 감지할 수 있도록 오디오 신호의 반향을 이용하고, 2계층 워터마크는 1계층 워터마크된 오디오 신호를 기준으로 대역 확산 기법을 이용하여 저작권 정보 등의 요구량이 많은 부가 정보를 삽입한다. 이 때, 2계층 워터마크는 프레임의 동기 확보를 위한 동기 수열, 다른 하나는 부가 정보 삽입을 위한 데이터 수열, 두 개를 이용한다 검출기에서는 시스템의 요구 사항에 따라 1계층, 2계층 전단계, 2계층 본단계 등의 계층적 순서로 검출할 수 있으며, 각 계층은 데이터에 가해진 변형 정도를 추정하여 다음 계층의 검출단에 정보를 제공한다. 여러 가지 실험 결과를 통하여 제안한 방식이 다양한 신호 처리에 강인함을 보였다.