본 논문에서는 인간시각시스템(HVS)과 블록 DCT를 이용한 효과적인 워터마킹 방법을 제안한다. 워터마크는 시각적으로 인식 가능한 패턴과 비밀키에 의해 생성되고, 인간시각특성에 따라 영상의 중간 주파수 대역을 선택적으로 변조함으로서 삽입된다. 워터마크의 추출에는 원 영상이 필요하며, 추출된 워터마크와 원래의 워터마크와의 상관관계를 통하여 유사성을 판별한다. 제안한 방법의 실험결과, 영상에 삽입된 워터마크는 노이즈, 필터링, JPEG 손실압축등에 강인함을 보여준다.
본 논문은 웨이블릿 변환 계수의 특성을 이용하여 영상에 워터마킹을 하는 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 영상을 3단계 웨이블릿 변환 후 워터마크의 견고성(robustness)을 고려하여 저주파 영역 계수의 경우 인접계수간의 차이를 기준으로 워터마크를 삽입하고, HVS(Human Visual System)를 고려하여 고주파 영역 계수의 절대치를 기준으로 워터마트를 삽입하였다. 또 대역별로 반감확률을 적용한 스케일 변수를 다르게 부여함으로써 워터마크된 영상의 화질 열화를 줄일 수 있었고, 워터마크의 견고성을 증가시킴으로써 보다 안전한 디지털 컨텐츠 보호에 중점을 두고자 하였다.
This paper proposes a new quantitative and objective image quality metric which is essential to verify the performance of block-based DCT image coding. The proposed metric considers not only global distortion of coded image such as spatial frequency sensitivity and channel masking using HVS based multi-channel model, but also structural distortions caused block-based coding. The experimental results show a strong correlation between proposed metric and subjective metric.
This paper proposes a new quantitative and objective image quality metric which is essential to verify the performance of block-based DCT image coding The proposed metric considers not only global distortion of coded image such as spatial frequency sensitivity and channel masking using HVS based multi-channel model, but also structural distortions caused block-based coding. The experimental results show a strong correlation between propose(B metric and subjective metric.
MPEG-7 standardization work has started with the aims of providing fundamental tools for describing multimedia contents. MPEG-7 defines the syntax and semantics of descriptors and description schemes so that they may be used as fundamental tools for multimedia content description. In this paper, we introduce a texture based image description and retrieval method, which is adopted as the homogeneous texture descriptor in the visual part of the MPEG-7 final committee draft. The current MPEG-7 homogeneous texture descriptor consists of the mean, the standard deviation value of an image, energy, and energy deviation values of Fourier transform of the image. These are extracted from partitioned frequency channels based on the human visual system (HVS). For reliable extraction of the texture descriptor, Radon transformation is employed. This is suitable for HVS behavior. We also introduce various matching methods; for example, intensity-invariant, rotation-invariant and/or scale-invariant matching. This technique retrieves relevant texture images when the user gives a querying texture image. In order to show the promising performance of the texture descriptor, we take the experimental results with the MPEG-7 test sets. Experimental results show that the MPEG-7 texture descriptor gives an efficient and effective retrieval rate. Furthermore, it gives fast feature extraction time for constructing the texture descriptor.
본 논문에서는 최근 비디오 스트리밍 응용을 위해 만들어진 FGS((me granular scalability) 방식에서 주어진 비트율에서 인간 시각에 좀더 나은 화질을 얻기 위해 주파수 가중 방법을 제안한다. 제안된 방식에서는 각 DCT 계수의 사람 눈에 미치는 중요도를 고려하여 구해진 주파수 가중행렬을 비트평면 부호화를 사용하는 FGS 상향계층 부호화 동작에 적용될 수 있도록 주파수 천이 행렬로 바꾸어서 가중치를 부여한다. 본 논문에서 제안된 주파수 가중 방법을 통해 화질의 향상, 더 미세한 계위 부호화, 시간 영역에서 화질의 균일화를 얻을 수 있었다. 또한, 주파수 가중 방법을 통해 얻은 화질 개선을 설명하기 위해 기존에 사용하던 PSNR(peak signal to noise ratio) 대신에 인간 시각적인 관점에서의 오차만을 고려한 JNDE(just noticeable difference ewer)를 Weber의 법칙을 근거로 하여 새롭게 제안하였다.
소프트웨어의 발전으로 인해 디지털 컨텐츠에 대한 복사, 변경이 손쉽게 일반인들에 의해서도 가능하게 되어 컨텐츠의 제작자는 소유권 수장이나 내용의 변질에 대한 인증과 검증을 필요로 하게 되었다. 변질검증(Fragile) 워터마킹 기법은 워터마크가 삽입된 영상의 변질 및 훼손 여부를 판별할 수 있지만, 고의적이지 않은 표준화된 영상압축 등에서도 워터마크가 사라지는 문제점이 있다. 본 논문에서 JPEG 압축과 같은 영상처리에서는 강인하지만 변질에는 약한 Semi-Fragile 워터마킹 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 블록간의 상관관계를 이용하여 워터마크를 생성하고, DCT(Discrete Cosine Transform)수행 후에 계수 값들의 양자화를 이용하여 HVS(Human Visual System)에 둔감한 부분의 계수 값에 삽입하는 방법을 제안하였다. 실험결과 공간영역 상에서 미세한 변화에도 변질여부의 검출 정도가 뛰어났으며, 변질된 부분을 블록별로 검출할 수 있어 공간상의 어떤 위치의 픽셀들이 변화하였는지를 시각적으로 확인할 수 있었다.
본 논문은 매크로 블록 레벨에서 인간의 시각적인 특성을 고려한 새로운 H.264 스케일러블 확장을 위한 비트 할당 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 2 단계로 구성된다. 우선, 인간의 시각적인 특성에 기초한 관심영역을 중심으로, 각 매크로 블록에 대한 공간 주파수(spatial frequency)의 분석을 위한 시각적 가중치 모델을 제안한다. 두 번째 단계에서는, 제안된 모텔을 기초로 각각의 화질 계층에 존재하는 관심영역의 크기를 조절하여 주어진 비트 량에서, 최적의 비디오 화질을 얻기 위한 비트 할당 알고리즘을 제안한다. 실험을 통하여 제안된 알고리즘은 주관적 및 객관적 화질 평가에서 기존의 알고리즘보다 향상된 결과를 보여주었다.
본 논문에서는 인간시각시스템 모델에 기반하여 회전과 이동은 물론 유손실 압축과 잘라내기 및 신축에 대해서도 견고한 디지털 영상 워터마킹을 제안하였다. 기존의 퓨리에 변환과 로그폴라맵핑을 이용하여 회전및 이동에 불변하도록함과 동시에 인간시각스템 모델의 공간주파수 감도를 감안하여 비가시성이 떨어지지 않는 범위 내에서 워터마크 에너지를 최대한 인가하고, 각 워터마크 비트들의 정보를 임의 섞음하여 전 영역에 분산 삽입하였다. 이와 같이 함으로써 잘라내기와 유손실 압축과 같은 영상처리나 회전, 이동 및 신축과 같은 기하학적 변형 등에 대해 워터마크 견고성을 더욱 향상시켰다. 또한 워터마크와 템플릿을 교차하지 않게 삽입함으로써 이들의 교차로 인한 비가시성과 견고성의 저하를 방지하였다. 실험을 통하여 제안한 워터마킹 방법은 유손실 압축, 잘라내기 및 신축에 대하여 기존방법보다 약 30∼75 [%]정도 더 견고성이 향상됨을 확인하였다.
지금까지 최적의 인간 시각 만족을 위한 이미지 평가 기법 또는 도구 연구가 많이 이루어져 오고 있는데 SSIM(Structural SIMilarity) 및 이의 개선 기법들이 그 대표적인 예이다. 하지만 이들 기법은 여전히 다양한 이미지 종류 및 이미지 왜곡 종류에 대해 견실하게 대응하지 못하는 한계를 보이며 인간 시각 만족과의 괴리가 크게 존재하고 있다. 이 논문에서는 SSIM 및 개선된 SSIM 기법을 대상으로 집중적인 이미지 평가를 수행하였으며 각각의 함수에서의 관측된 이상 동작 내용에 대해서 원인을 분석하고 이를 보완 및 개선하는 새로운 이미지 평가 기법을 제시한다. 또, 기법에 대한 다양한 이미지 평가 실험을 통해서 제안 기법이 SSIM과 이의 기존 개선 기법보다 여러 이미지 종류와 왜곡 종류에 대해서 인간 시각 만족을 견실하고 일관성 있게 효과적으로 표현하고 있음을 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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