In this paper, an informed watermarking algorithm is proposed that aids in concealing packet loss errors in video communications. This watermark-based error concealment (WEC) method embeds a low resolution version of the video frame inside itself as watermark data. At the receiver, the extracted watermark is used as a reference for error concealment. The proposed DCT-based algorithm employs informed watermarking techniques in order to minimize the distortion of host frames. At the encoder, a predictive feedback loop is employed which helps to adjust the strength of the data embedding. Furthermore, the distortion of the DCT coefficients introduced in the embedding can be removed to a considerable extent, by employing bit-sign adaptivity. Simulation results on standard video sequences show that the proposed informed WEC scheme has an advantage of 3$\sim$4 dB in PSNR over non-informed WEC and that even a non-informed WEC is still superior to conventional error concealment techniques.
최근 들어 VOD(Video On Demand), 인터넷 방송, 영상 회의 시스템, 및 가상현실(virtual reality) 등의 응용분야에서 동영상이 다양한 형태로 활용되고 있다. 본 연구에서는 웹 캐스팅 등을 통해 영상을 전송 시 왜곡이 심하게 발생하는 장면 전환 위치에서도 디지털 영상에 대한 저작권 정보의 견고성을 유지시킬 수 있는 정보 은닉 방법으로 다중 워터마킹 기법에 대한 연구를 수행한다. 이를 위해 주파수 확산 워터마킹의 장점인 에러에 대한 강인성과 움직임 벡터 워터마킹의 장점인 실시간 성을 결합시킨 개선된 다중 워터마킹을 이용한 새로운 방식의 동영상 편집기를 구현한다.
디지털 워터마킹은 소유권자의 정보나 특정 코드, 혹은 패턴을 디지털화 되어 있는 정지영상, 동영상, 음성 데이터 등에 인간의 시각이나 청각으로는 감지 할 수 없도록 삽입하는 기술이다. 디지털 워터마킹은 크게 강인성 워터마킹과 연성 워터마킹으로 분류 될 수 있다. 강인성 워터마킹은 이미지나 영상에 대한 소유권자의 소유권을 보호하는 것이 주된 목적이며, 연성 워터마킹은 디지털 콘텐츠를 불법적인 변형으로부터 보호하는 것이 목적이다. 특히 준 연성(semi-fragile) 워터마킹은 잡음 첨가 혹은 압축과 같은 데이터의 전송 과정에서 자주 발생하는 비의도적 변형에 대해서는 삽입된 워터마크가 제거되지 않아야 하지만 의도적 변형에 대해서는 삽입된 워터마크가 훼손되어 검출되지 않아야 한다. 본 논문에서는 이러한 요구 사항들을 만족시키는 MPEG-2 비트열에서의 인증 및 조작위치 검출을 위한 준 연성 워터마킹 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 두 가지의 워터마크를 양자화 된 DCT 계수에 삽입한다. 따라서 압축된 비트스트림에 직접적으로 적용할 수 있다. 첫번째 워터마크는 해쉬 함수를 사용하여 비디오 데이터에 대한 인증을 한다. 두번째 삽입되는 워터마크는 양자화 된 DCT DC 계수를 이용하며 조작위치를 검출하는데 사용한다. 제안된 알고리즘은 비트스트림 영역에서의 트랜스 코딩에 의한 비디오 데이터의 변형과 의도적인 변형을 구별 할 수 있으며 만약 비디오 데이터에 의도적인 변형이 있었을 경우 인트라 프레임에 대해서는 변형된 위치를 블록 단위로 검출 가능하다. 또한 제안된 알고리즘은 가역적 특성을 갖고 있기 때문에 비디오 데이터에 변형이 없었을 경우에는 원래의 데이터를 복원 할 수 있다.
워터마크를 삽입한 동영상의 화질을 향상시키고 다양한 공격에 강인하게 하기 위해 하나의 장면내에서 프레임간의 유사성을 이용하여 워터마크를 삽입하는 방법을 제안한다. 3개의 프레임 단위로 2 프레임씩 짝을 이루어 워터마크를 삽입 검출한다. 실험 결과, 제안한 방법은 PSNR(peak signal to noise ratio) 값이 평균 45dB 정도의 고화질을 나타내며 동영상 압축, 저주파 필터 공격과 프레임 삭제 등의 동영상 편집 공격에서도 강인함을 나타낸다.
Kim, Hee-Soo;Jin-woo park;Eui-Yoon chung;Ha, Yeong-Ho
대한전자공학회:학술대회논문집
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대한전자공학회 2000년도 ITC-CSCC -1
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pp.470-473
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2000
Digital watermarking is a technical solution to the copyright problem and is a necessary technique to protect copyright of multimedia content. Recently, there are many digital watermarking methods that deal in grey scale still images. However, only a few researchers are interested in digital watermarking fro video and color images. In this paper, we focus on digital watermarking for color images. At first, in order to embed the watermark signal in color image, we converted RGB color space to YCbCr color space which is a world-wide digital component video standard. In addition, we adopted the acceptable degree of color difference in order to keep the invisibility.
With the rapid growth of network distributions of digitized media(audio, image, and video), there is an urgent need for copyright protection. For now watermarking is a well-known technique for copyright protection of digital data. To embed a digital watermark to the image, discrete cosine transform(DCT) and wavelet transform are commonly used. In this paper, the performance of the DCT based watermarking technique and wavelet based watermarking technique were compared and the influences of the parameter a that decides the strength of the watermarking data were considered.
Kim, Byung-Ju;Lee, Suk-Hwan;Kwon, Ki-Ryong;Ahn, Sang-Ho;Kim, Tai-Suk;Lee, Kuhn-Il
한국멀티미디어학회논문지
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제7권6호
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pp.791-797
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2004
We proposed a novel digital video watermarking that embeds dual watermarks in the block DCT domain to solve the deadlock problem. Daul watermarks are composed of private watermarks and robust blind watermarks. Firstly, private watermarks are embedded into the lowest AC coefficients of the P or B-frames in accordance with the motion direction gained from a previous frame. Secondly, blind watermarks that have the robustness are inserted into the DC coefficients of the I-frames using a private key made from temporal I-frame motion information. Thus, when a deadlock situation occurs, the proposed algorithm can efficiently solve the problem. Experimental results confirmed that the proposed algorithm can produce good subjective and objective results for MPEG coding with a variety of bit rates. Furthermore, the proposed watermarking algorithm can potentially be applied to broadcasting monitoring systems due to its simplicity and high robustness.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제12권7호
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pp.3438-3454
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2018
In this paper, we propose a robust blind watermarking scheme for high-definition video. In the embedding process, luminance component of each frame is transformed by 2-dimensional fast Fourier transform (2D FFT). A secret key is used to generate a matrix of random numbers for the security of watermark information. The matrix is transformed by inverse steerable pyramid transform (SPT). We embed the watermark into the low and mid-frequency of 2D FFT coefficients with the transformed matrix. In the extraction process, the 2D FFT coefficients of each frame and the transformed matrix are transformed by SPT respectively, to produce two oriented sub-bands. We extract the watermark from each frame by cross-correlating two oriented sub-bands. If a video is degraded by some attacks, the watermarks of frames contain some errors. Thus, we use an ensemble position-based error correcting algorithm to estimate the errors and correct them. The experimental results show that the proposed watermarking algorithm is imperceptible and moreover is robust against various attacks. After embedding 64 bits of watermark into each frame, the average peak signal-to-noise ratio between original frames and embedded frames is 45.7 dB.
소프트웨어의 비약적인 발전으로 인해 전문가들에 의해서만 가능하였던 디지털 컨텐츠에 대한 복사, 변질이 일반인들에 의해서도 손쉽게 되었다. 이렇게 디지털 컨텐츠는 여러 장점에도 불구하고 많은 문제점을 야기하게 되었다. 따라서 컨덴츠의 제작자는 소유권 주장이나 내용의 변질에 대한 인증과 검증을 필요로 하게 되었다. 본 논문에서는 디지털 비디오 콘텐츠에 적합한 동영상 워터마킹을 제안하여 MPEG-2 부호기와 복호기에 적용하였고, 동영상에 워터마크를 삽입하기 위해 블록 재정렬 알고리즘과 SCL(Secret Code List)을 제안하여 알고리즘의 기밀성(confidentiality)과 무결성(integrity)을 동시에 만족하였다. 제안한 동영상 워터마킹 시스템의 실험결과는 CIF 크기의 MPEG-2 동영상을 기준으로 16대 1의 압축비에서 최대 3kbps의 워터마크 삽입용량과 추출된 워터마크가 0.99이상의 상관도를 가지는 강인함과 워터마크 된 동영상의 화질열화와 비트율의 변화가 없는 장점을 가지며, 압축과 크기변경 등의 트랜스코딩(Transcoding) 공격에 대해 강건함을 보였다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제7권1호
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pp.56-67
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2013
Because H.264/SVC can meet the needs of different networks and user terminals, it has become more and more popular. In this paper, we focus on the spatial resolution scalability of H.264/SVC and propose a blind video watermarking algorithm for the copyright protection of H.264/SVC coded video. The watermark embedding occurs before the H.264/SVC encoding, and only the original enhancement layer sequence is watermarked. However, because the watermark is embedded into the average matrix of each macro block, it can be detected in both the enhancement layer and base layer after downsampling, video encoding, and video decoding. The proposed algorithm is examined using JSVM, and experiment results show that is robust to H.264/SVC coding and has little influence on video quality.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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