An Audio Watermarking Method Using the Attribute of the Tonal Masker

In this paper, we propose an audio watermarking method using the attribute of tonal masker. First, the attribute of tonal masker as an audio watermarking attribute is analyzed. According to existing researches, it is possible to be imperceptible modulation for the energies of the frequencies that compose a tonal masker. And when the relation between the tone energy and the left or right frequency energy after various signal processing is compared with the one before the processing, very few changes are showed. We propose an audio watermarking method using these attributes of tonal masker. A watermark bit is embedded by the modulation of the difference between the two neighboring frequency energies of a tone. In the detection, the modulated the tonal masker is searched using the key wed in the embedding without original audio and the embedded watermark bit is detected. After each attack of noise insertion, band-pass filtering, re-sampling, compression, echo transform and equalization, the detection error ratios of the proposed method were average 0.11%, 1.26% for Classics and Pops. And the SDG(Subjective Diff-Grades) scale evaluation of the sound quality of the watermarked audio result in the average SDG -0.31.

토널 마스커 특성을 이용한 오디오 워터마킹

본 논문에서는 토널 마스커 특성을 이용한 오디오 워터마킹 기법을 제안한다. 먼저 오디오 워터마킹 특성으로서의 토널 마스커 특성을 분석한다. 기존의 심리음향 연구들에 의하여 토널 마스커를 구성하는 주파수 신호들에 대해 비지각적인 변조가 가능하다. 그리고 여러 신호처리에 대해 처리 전, 후의 톤과 좌, 우 주파수 신호의 에너지 관계를 비교하면 매우 적은 변화를 보인다. 이러한 토널 마스커 특성을 이용한 워터마킹 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 톤의 좌, 우 주파수의 에너지 차이를 변조하여 하나의 워터마크 비트를 내장하고, 원음 없이 내장시의 비밀키를 이용하여 변조된 토널 마스커를 찾은 후 내장된 워터마크 비트를 판단하는 기법이다. 제안한 기법은 잡음 삽입과 압축, 대역 통과 필터링, 샘플링 변환, 반향처리, 주파수 등화의 공격 후, 클래식과 팝에 대해 각각 평균 오류율 0.11%, 1.26%를 보였다. 그리고 주관적인 음질 평가를 통하여 평균 SDG (Subjective Diff-Grades) -0.31의 결과를 얻었다.