본 논문에서는 GAN(Generative Adversarial Network)을 이용한 디지털 워터마크 삽입 및 추출 방법을 제안한다. 호스트 영상의 데이터 셋은 128×128 크기의 흑백 영상인 BOssBase 데이터 셋을 사용하고, 워터마크 영상은 8×8 크기의 이진 영상을 사용한다. 네트워크는 호스트 영상에 워터마크를 삽입하는 삽입기와 워터마크가 삽입된 영상에서 워터마크를 추출하는 추출기로 구성된다. 강인성을 위해 삽입기가 생성한 영상에 공격 시뮬레이션을 수행한 다음에 워터마크를 추출한다. 그 결과, PSNR은 31.47dB가 나왔고, 공격에 강인한 워터마크를 추출할 수 있다.
기존에 연구되어온 리버서블 워터마킹 기법은 주로 군사영상이나 의료영상에 초점을 맞추어 개발 되어왔다. 본 논문에서 제안한 리버서블 워터마킹 기법은 일반사용자를 위한 서비스에도 사용가능하다. 즉 서비스 제공업자가 돈을 지불한 사람에게는 워터마크 추출기를 제공하여 좋은 화질의 영상을 사용할 수 있게 하고 돈을 지불하지 않은 사람에게는 워터마크가 삽입되어져 있는 저화질의 영상을 제공하는 것이다. 인터넷상에서는 JPEG 압축형태의 영상들이 많이 유통된다. 본 논문에서는 JPEG 압축데이터에 워터마크를 삽입하여 리버서블 워터마크를 수행한다. 사용된 알고리즘은 삽입영역을 선정하여 Shift기법을 이용하여 워터마크 삽입하고 추출하였다. 실험결과 256*256 lena 영상을 QF 10-99사이에서 1600-2900 비트가 삽입되었고 워터마크 검출 및 복원은 완벽하게 되었다.
기존 영상 콘텐츠에 새로운 물체를 삽입하는 등의 영상 재구성 기술은 새로운 게임, 가상현실, 증강현실 콘텐츠를 생성하거나 인공신경망 학습을 위한 데이터 증대를 위해 사용될 수 있다. 하지만, 기존 기술은 컴퓨터 그래픽스, 사람에 의한 수동적인 영상 편집에 의존하고 있어 금전적/시간적 비용이 높다. 이에 본 연구에서는 인공지능 신경망을 활용하여 낮은 비용으로 영상을 재구성하는 기술을 소개하고자 한다. 제안하는 방법은 기존 콘텐츠와 삽입하고자 하는 객체를 포함하는 영상이 주어졌을 때, 객체 세그먼테이션 네트워크를 활용하여 입력 영상에서 객체를 분리하고, 스타일 변환 네트워크를 활용하여 입력 영상을 스타일 변환한 후, 사용자 입력과 두 네트워크의 결과를 활용하여 기존 콘텐츠에 새로운 객체를 삽입하는 것이다. 실험에서는 기존 콘텐츠는 온라인 영상을 활용하였으며 삽입 객체를 포함한 영상은 ImageNet 영상 분류 데이터 세트를 활용하였다. 실험을 통해 제안한 방법을 활용하면 기존 콘텐츠와 잘 어우러지게끔 객체를 삽입할 수 있음을 보인다.
디지털 워터마크는 디지털 데이터에 삽입된 후 검출되거나 추출될 수 있도록 원신호에 추가된 신호를 의미한다. 디지털 서명(signature)이라고 말하기도 하는 워터마크는 디지털 데이터에 삽입된 일종의 패턴으로써, 디지털 멀티미디어 저작물의 저작권 보호를 위해 최근 들어 활발히 연구되고 있는 분야이다. 본 고에서는 멀티미디어 데이터의 소유권을 보호할 수 있는 워터마킹 기술의 역사와 정의 및 응용범위, 워터마크가 갖추어야 할 조건들, 그리고 문자, 영상 및 오디오 데이터의 워터마킹 기술에 대해 살펴보았다.
디지털 워터마킹이란 디지털 컨텐츠의 저작권을 보호하기 위해 임의의 데이터를 사람의 청각이나 시각에 인식되지 않도록 미디어에 삽입하는 방법을 의미한다. 올바른 저작권 보호를 위해 삽입되는 워터마크 정보는 여러 가지 고의적인 데이터의 조작이나 편집에 강인해야 한다. 본 논문에서는 내적과 적응성 양자화를 이용한 강인한 워터마킹 방법을 제안한다. 제안된 방법은 기존의방법과 비교하여 삽입되는 워터마크가 사용자의 비밀키와 직접 관련이 없기 때문에 비교적 많은 양의 정보를 삽입할 수 있다. 사용자 키는 워터마크가 삽입되는 부분의 데이터와 내적되는 임의 방향 표를 만들 때 사용된다. 워터마크의 가장 중요한 요구사항인 강인성을 얻기 위해 삽입되는 잡음을 인간의 시각 특징을 이용하여 만든다. 제안된 방법에서는 워터마크 정보로서 임의의 영상을 삽입하였기 때문에 워터마크의 존재 여부를 판단하는 두 가지 기준이 제시되었다. 하나는 추출된 워터마크 영상의 질이고 다른 하나는 추출된 워터마크 비트열과 삽입된 워터마크 비트열의 유사도이다. 두 번째 기준을 만족시키기 위해 우리는 비트열의 유사도 확률밀도 함수를 모델링하여 추출 임계값을 계산하였다. 본 논문에서는 실험을 통해, 제안된 방법을 이용하면 원 영상없이 워터마크를 추출할 수 있다는 것을 보였다. 또한, 워터마크된 영상이 JPEG 압축, 크로핑(Cropping) 등의 공격과 여러 가지 필터를 통과해도 워터마크를 추출하여 소유권을 주장할 수 있다는 것을 보였다.
디지털 워터마킹은 이미지, 사운드와 같은 멀티미디어 데이터에 지각할 수 없도록 비밀 정보를 삽입하는 기법이다 일반적으로 주파수 영역 워터마킹 기법에서는 원 이미지에 대해 주파수 변환을 하고, 그 변환 면에 부호화된 워터마크 데이터를 삽입한다. 본 논문에서 우리는 Fresnel 변환을 이용한 새로운 컬러 이미지 워터마킹 기법을 제안한다. 워터마크 이미지를 Fresnel 변환시켜 얻은 패턴의 값들을 컬러 이미지에 삽입한다. 본 워터마킹 모델은, 컬러 이미지에 대한 워터마크 삽입을 위해 원 이미지를 RGB 성분에서 YCrCb 성분으로 분해를 한 후 Y 성분에 워터마크 이미지의 Fresnel 변환된 패턴의 실수와 허수 값을 삽입하는 기법이다. 제안된 기법의 유효성을 검증하기 위한 워터마크 삽입 추출 실험 결과 유효성을 입증 할 PSNR 값을 나타냈으며, 또한 JPEG와 같은 손실 압축 공격에 대해 내성을 지니고 있음을 보였다.
컴퓨터의 사용과 인터넷이 발달로 인해 데이터의 사용과 공유가 매우 증가하고 있으며, 그에 따라 불법적인 데이터의 보급도 발생하고 있다. 본 연구에서는 이러한 불법적인 데이터의 복제 문제를 해결하기 위해 디지털 워터마킹 기법을 제안한다. 특히, GIS에서 많이 사용하고 있는 데이터인 벡터데이터에 워터마크를 삽입하고, 소유권을 주장할 수 있는 워터마킹 방법을 제안한다. 연구에서 제안한 방법은 벡터데이터의 좌표에 이진 연산을 이용하여 워터마크를 직접 삽입을 하고, 워터마크를 삽입하는 역과정을 통해 워터마크를 추출하는 것이다. 실험 결과를 통해 제안한 방법이 벡터데이터에 대한 다양한 공격에 대해 강인함을 알 수 있었다.
최근 들어 멀티미디어와 같은 고차원 데이터를 효율적으로 처리하기 위한 고차원 인덱싱구조에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔으며, 특히 R-tree를 기반으로 하는 인덱싱 구조가 가장 많이 발표되었다. 그러나, R-tree 계열의 색인기법은 데이터 삽입시 삽입순서를 비효율적으로 배정하는 경우 실제적으로 자신과 거리가 먼 객체들과 동일한 노드에 삽입될 수 있다. 이는 인덱싱 구조내에 많은 겹침을 초래하고 결과적으로 검색성능을 저하시킬 수 있다. 본 논문은 이러한 단점을 극복하기 위하여 데이터가 지니는 특성 중, 공간적인 위치정보를 분석하여 클러스터를 형성하고 이를 이용하여 인덱싱 형성에 적용하였고, 질의 처리시 검색성능이 향상되도록 하였다. 또한 실험에서는 실제 이미지 데이터에 대하여 제안한 기법을 적용하여 성능이 향상되었음을 나타내었다.
무선 센서 네트워크에서 compromised node는 데이터 병합과정에서 허위 데이터를 삽입할 수 있다. 데이터 병합의 보안성을 위한 기존 접근 방법들은 높은 연산 부하를 요구한다. 따라서 본 논문에서는 허위 데이터 삽입 공격 발생 지점을 식별하는데 소요되는 통신 부하를 최소화하는 모니터링 기반 시큐어 데이터 병합 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 허위 데이터 삽입이 탐지되면 모니터링을 수행하고 있던 노드들의 MAC(Message Authentication Code)을 하나의 메시지로 요약하고 이를 BS(Base Station)로 전송하는 방법을 사용하며, BS는 이를 통해 공격 노드를 식별한다. 실험 결과는 제안된 프로토콜이 MAC들의 짧은 연결과 보통 연결을 사용하는 경우, 기존 연구에 비해 각각 45% 및 36% 적은 에너지를 사용하는 것으로 나타났다.
본 논문은 프레임 단위의 영상을 탐색하기 위한 이미지 코드 생성 시스템으로, 이를 위해 시스템은 영상 내에 기계판독 및 식별 가능한 코드를 생성한 후, 생성된 코드를 이미지에 삽입한다. 본 논문에서 제안하는 시스템은 녹화일자, 녹화시간, 녹화장소 또는 촬영방향 등을 포함하는 녹화된 영상을 프레임 단위로 외부 노이즈에 상관없이 탐색할 수 있다. 시스템은 CCD 카메라와 전자나침반, GPS로부터 데이터를 입력받는 데이터 입력부와 GPS 위치값 및 방향값과 같은 연속된 값을 표현하기 위해 정해진 코드 생성 규칙을 적용하여 연속성을 갖는 데이터 영상코드를 생성하는 데이터 영상코드 생성부, 영상의 각 프레임에 데이터를 이미지로 삽입하는 이미지 삽입부로 구성된다. 또한 영상 내에 삽입된 이미지를 녹화과정, 복사과정 또는 보관과정에 있어서 외부로부터 추가된 노이즈에 대하여도 실시간으로 판독하며, 검색조건에 의해 영상 정보를 검색하는 영상 판독 검색부 및 제어부로 구성된다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘은 디코더를 이용하여 구현되었으며, 이를 이용하여 영상내에 데이터 코드를 손쉽게 삽입하고 검색할 수 있는 시스템을 제공함으로써 영상 검색에 대한 정확성과 사용 만족도를 극대화 시킬 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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