디지털 콘텐츠의 무분별한 복제와 유포로 인한 저작권 및 소유권에 대한 침해가 날로 급증하고 있다. 특히, 네트워크의 발달과 디지털 카메라의 손쉬운 이용으로 온라인 상에서 개인의 디지털 영상이 넘쳐나고 있지만 이에 대한 정보 보호 기술은 전무한 상황이다. 본 논문에서는 이와 같은 디지털 영상의 저작권을 보호하기 위한 기술로 양자화 영상 워터마킹을 이용한 제거 가능한 로고 기법을 제안한다. 즉, 디지털 영상에 인지 가능한 로고를 삽입하여 저작권을 보호하며, 로고에 의해 제거된 부분의 정보를 워터마킹으로 영상에 삽입하여 정당한 사용 시에는 로고를 제거하고 원영상을 복원할 수 있다. 제안된 방법을 실제 영상에 적용하여 실험해 본 결과, 워터마크가 삽입된 영상이나 로고에 의해 제거된 부분을 복원한 영상 모두 원영상과 차이를 느낄 수 없는 우수한 화질을 보였으며, 저작권 보호 측면에서도 삽입된 로고에 의한 저작권 인지력이 뛰어나 실용적으로 매우 우수한 방법임을 확인하였다.
본 논문에서는 의료 영상에 대한 새로운 연성 워터마크 알고리즘을 제안한다. 본 알고리즘을 사용함으로써 의료 영상의 보안 및 위조 문제를 해결 할 수 있다. 제안한 알고리즘은 이산 웨이블릿 변환을 사용하는 대신에 계산량이 적은 정수 웨이블릿 변환을 이용하여 블록 평균을 이용해서 이진 비트맵을 추출하여 이를 워터마크 정보로 사용한다. 워터마크를 추출할 때는 원 영상의 정보를 나타내는 이진 비트맵과 비교함으로써 위조여부를 판단할 수 있다. 실험을 통하여 제안한 알고리즘은 의료 영상의 위조된 부분을 정확하게 추출하는 것을 확인하였다.
영상 데이터가 대부분을 이루는 멀티미디어 콘텐츠의 저작권 보호를 위해 디지털 워터마킹 기술 중, 영상에 관련된 디지털 워터마킹이 여러 영역에서 연구되어 왔다. 대표적인 영상 데이터에 대한 저작권 공격으로 JPEG 압축이 쓰인다. 그 중, CRT 기반 DCT 영역에서의 워터마킹 방법이 JPEG 압축에 대하여 향상된 성능을 보임으로써 연구되어 왔다. 본 논문에서는 실험 결과를 토대로 최근 발표되었던 CRT 기반 DCT 영역에서의 워터마킹 방법 및 기존 방법들과 비교하여 향상된 성능을 가지는 새로운 방법을 제안한다. 제안된 방법은 워터마크 삽입을 위한 DCT 블록 선택을 DC 계수의 가장 큰 값부터 선택하도록 하며, 추출 시에는 CRT 기반으로 사용되는 조건 내 계수 조정을 통하여 JPEG 압축에 대한 강건함을 증가시켰다.
본 논문에서는 웨이브릿 변환 알고리듬을 이용하여 영상을 다해상도 변환하고, 중간주파대역의 중요한 계수에 각종 워터마크 시퀀스를 삽입 후 이의 강인성을 유사도 비교를 통하여 측정한다. 웨이브릿 변환은 주파수 영역 특성과 공간 영역의 특성을 함께 갖고 있는 장점을 가지고 있으며, 워터마크로는 임의 난수, 가우시안 시퀀스, 카오스 시퀀스 그리고 소벨 시퀀스를 이용한다. 다양한 공격에 대하여 실험한 결과 카오스 시퀀스가 다른 시퀀스들에 비해 높은 유사도를 보임으로써 향후 워터마크 시퀀스로 사용하기에 적합함을 보인다.
영상의 위변조를 탐지하거나 무결성을 인증하기 위해서는 가역 워터마킹 기법은 유용하다. 기존 워터 마킹 연구들은 원본 복원이 불가능하였으나, 가역 워터마킹은 워터마크를 검출한 후, 아무런 손상없이 영상을 원본 상태로 복원할 수 있는 방법이다. 본 논문에서는 차이값 히스토그램에 기반한 가역 워터 마킹을 통해 위변조된 영역을 탐지하는 블록단위 인증 알고리즘을 제안한다. 먼저, 영상 각 블록에 대하여 영상의 특징값을 추출하고, 사용자의 정보와 결합하여 인증 코드를 생성한다. 생성된 인증코드는 가역 워터마킹을 통하여 콘텐츠 자체에 직접 삽입한다. 영상의 인증을 위해서는 추출된 인증코드와 새로 생성된 인증코드의 비교를 수행한다. 다양한 영상들에 대하여 비교 분석하였고, 그 결과 제안한 알고리즘은 완전한 가역성과 함께 낮은 왜곡을 유지하면서도 97% 이상 인증률을 얻을 수 있었다.
멀티미디어 콘텐츠는 디지털 데이터의 특성상 수정과 복제가 쉽고, 이에 따라 불법 유통과 위 변조 등의 문제가 발생할 수 있으므로 콘텐츠 보안의 중요성이 높아지고 있고 가역 워터마킹 방법은 하나의 솔루션이다. 본 논문에서는 JPEG 압축 표준에서 사용할 수 있는 가역 워터마킹 기법을 제안한다. JPEG 압축 과정 중 비손실 과정에서 유지되는 양자화 DCT 블록 데이터에 대하여 인접 블록의 계수간 차이값의 히스토그램을 계산하고, 히스토그램 쉬프팅을 통하여 가역 워터마크를 삽입한다. 디코딩 과정에서 영상에 삽입된 워터마크를 추출함과 동시에 원본 JPEG 표준 영상의 품질을 복원한다. 제안 알고리즘의 성능 평가를 위해 다양한 영상을 대상으로 영상 품질과 압축률을 평가하였다. 삽입된 영상의 PSNR과 압축률은 32.33dB과 89.69%로, 표준 JPEG 압축된 영상 대비 각 3.24dB의 PSNR 차이와 2.58%의 압축률 차이를 보였다.
본 논문에서는 고정점 알고리즘 독립성분분석을 이용하여 잡음에 강건한 디지털영상의 워터마킹을 제안하였다. 여기서 고정점 알고리즘은 워터마킹의 추출과정에서 빠른 추출과 잡음에 강건한 개선된 추출성능을 얻기 위함이고, 독립성분분석의 이용은 추출과정에서 워터마크의 위치나 크기, 원본과 키 영상 등에 대한 사전 지식의 요구를 없애기 위함이다. 제안된 기법을 $256{\times}256$ 픽셀의 레나 원 영상, 키 영상, 그리고 문자 워터마크에 적용한 결과, 잡음과 같은 공격에 강하면서도 워터마크의 검출 및 추출과정에 원본 영상들에 대한 사전지식이 요구되지 않았다.
이미지를 보호하기 위한 보안 수단으로는 크게 워터마킹, 스테가노그래피 기법 등이 있다. 그 중 워터마킹 기법은 배경 이미지 위에 사용자가 워터마크로 사용하기 위해 원하는 텍스트나 이미지를 새겨 다른 사람이 사용했을 때, 새겨둔 워터마크를 통해 저작권 등을 증명할 수 있는 용도로 사용하여 이미지를 보호하는 기법이며, 워터마크의 속성에 따라 텍스트 워터마킹, 이미지 워터마킹으로 나뉜다. 본 논문에서는 워터마킹 기법을 이용한 이미지 생성 시, 워터마크 대상 텍스트나 이미지의 크기 및 배치 등을 알맞게 설정하는 방법을 제시하였다. 워터마크 대상의 크기를 배경 이미지에 알맞게 자동으로 조절해 주거나 사용자가 임의로 지정하도록 하여 더욱 자유롭고 효과적인 워터마킹 기법을 구현하였다.
멀티미디어 콘텐츠는 디지털 데이터의 특성상 위 변조 또는 불법유통 등의 문제가 발생할 수 있다. 특히 의료 및 군사, 예술 분야 등 많은 부분에서 멀티미디어 데이터의 보안성이 중요한 이슈가 되고 있다. 본 논문에서는 이러한 기술적 요구에 맞추어 이미지의 무결성을 인증할 수 있는 워터마킹 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 JPEG 이미지 압축 과정에서 추가적인 처리를 통해 이미지에 인증코드를 삽입하고, 디코딩 과정에서 삽입 인증코드 추출 및 비교 인증코드 재생성을 통해 이미지의 원본 여부를 블록 단위로 판단할 수 있다. 제안 알고리즘을 통해 생성된 JPEG 이미지 표준 인코딩 이미지 대비 2.44dB 의 화질 저하를 보였고 1.63%의 압축률 차이를 보였다.
사물인터넷(IoT)의 여러 분야에서 영상 정보의 보안은 매우 중요하며, 그 보안(저작권 등)을 표시하는 여러 방안을 연구하고 있다. 본 논문에서는 IoT에서 사용하는 영상 정보는 이산 코사인 변환(DCT)과 양자화를 통하여 계수값(QC)으로 변환된다. 그리고 워터마크(메시지)는 QR Code를 통하여 새로운 부호화된 메시지(WMQR)를 만든다. QC와 WMQR은 스테가노그래피 LSB 기법을 적용하고, 영상정보의 보안(저작권 등)을 얻을 수 있다. 스테가노그래피의 LSB 기법은 위치(Secret Key)의 결정에 따라 메시지를 삽입할 수 있다. 부호화된 영상은 인터넷을 통하여 수신자에게 전송하게 된다. 역 과정에서는 영상과 QR 코드, 워터마크(Message)를 얻을 수 있다. 영상정보의 보안에서 워터마크를 추출하는 방법은 부호화된 영상과 Secret Key 만을 사용하며, DCT와 양자화 과정을 통하여 워터마크(Message)를 분리하여 얻을수 있다. 본 논문에서 우리는 영상정보의 보안의 방법을 개선할수 있었으며, 이 모의실험을 통하여 영상의 화질(PSNR), 정규화 상관도(NC)를 통하여 높은 보안성을 얻을 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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