본 논문에서는 웨이블릿 변환을 기반으로 한 새로운 컬러영상 워터마킹 기법을 제안한다. 먼저 RGB컬러영역을 YCbCr 좌표계로 변환한다. 그리고 워터마크에 대해 Arnold 변환을 하여 워터마크의 상관성을 적게 만든다. 그 후, 선형비트확장 기법을 적용하여 확대된 워터마크를 웨이블릿 변환된 컬러 영상의 Y 영역-저주파대에 일정한 강도로 삽입한다. 워터마크를 추출할 때는 F-노름(norm) 함수를 이용한다. 다양한 칼라영상에 대해 실험을 한 결과 제안한 방법은 충실도와 강인성 측면에서 우수한 특성을 가짐을 확인하였다.
A zero-watermarking algorithm in transform domain based on RGB channel and voting strategy is proposed. The registration and identification of ownership have achieved copyright protection for color images. In the ownership registration, discrete wavelet transform (DWT), discrete cosine transform (DCT), and singular value decomposition (SVD) are used comprehensively because they have the characteristics of multi-resolution, energy concentration and stability, which is conducive to improving the robustness of the proposed algorithm. In order to take full advantage of the characteristics of the image, we use three channels of R, G, and B of a color image to construct three master shares, instead of using data from only one channel. Then, in order to improve security, the master share is superimposed with the copyright watermark encrypted by the owner's key to generate an ownership share. When the ownership is authenticated, copyright watermarks are extracted from the three channels of the disputed image. Then using voting decisions, the final copyright information is determined by comparing the extracted three watermarks bit by bit. Experimental results show that the proposed zero watermarking scheme is robust to conventional attacks such as JPEG compression, noise addition, filtering and tampering, and has higher stability in various common color images.
본 논문에서는 웨이블릿 변환과 특이치 분해를 이용하여 영상의 소유권 보호론 위한 시각적으로 눈에 띄지 않는 강인한 워터마킹 기법을 제안하고 있다. 이를 위하여, 우선 웨이블릿 변환을 사용하여 level 3에서 원 영상을 분해한 후, 최저주파수 대역에 해당하는 LL$_3$ 대역에 특이치 분해에 기반한 키 종속적인 워터마크를 삽입하는 방법을 사용하고 있다. 또한 워터마크의 검출과 강인성 검증을 위하여 DCT 변환을 이용하여 워터마크의 검출을 하였다. 실험에서 우리는 여러 가지 공격에서도 삽입한 워터마크가 강인함을 알 수 있었다. 특히, 노이즈의 공격과 JPEG 압축의 경우에도 매우 높은 추출률을 보였다. 그리고, Digimarc사의 방법을 통한 추출에서 JPEG 압축의 경우 압축률 80%에서는 삽입된 워터마크를 추출하지 못함을 알 수 있었으나 본 논문의 알고리즘에서는 80%의 압축에서도 삽입된 워터마크가 잘 추출됨을 볼 수 있었다.
일반적인 워터마킹 기술들은 영상의 특성을 고려하지 않은 채 신체 책인 영상에 워터마크를 삽입하는 경우가 많다 본 논문에서는 워터마킹 알고리즘을 웨이브렛을 기반으로 구현을 하였으며, 견고한 워터마크 삽입을 위해 Multi-Threshold Watermark Coding(MTWC)의 원리에 기초하여 Region of Interest(ROI)라고 불리우는 영상의 영역에 큰 계수를 찾아 워터마크를 삽입하게 된다. 이때 Human Visual System(HVS)을 이용하여 견고성과 비가시성의 향상을 도모하였다. 워터마크 삽입대역은 중주파 대역에 삽입을 하게 되는데 중주파 대역에 삽입한 워터마크는 어떠한 영상 처리과정 후에도 높은 비율의 추출을 보였으며, 워터마크가 삽입된 영상의 왜곡정도도 다른 대역보다 상대적으로 적게 나타나므로 중주파 대역에 워터마크를 삽입하였다. 워터마크는 의사 랜덤 시퀀스(Pseudo Random Sequence)로 구성되어 있고 워터마크의 검출은 Cox의 유사도 측정식을 이용하여 워터마크의 삽입여부를 판단한다
본 논문에서는 쌍직교 웨이브릿 영역에서 워터마크를 삽입할 수 있는 연속 부대역 양자화 및 스토케스틱 다해상도 특성을 갖는 지각 모델을 제안한다. 적응 워터마킹 알고리즘을 갖는 지각모델은 보다 강인한 워터마크 은닉을 위한 방법으로 연속 부대역 양자화(successive subband quantization: SSQ)에 의해서 텍스쳐 및 에지 영역에 삽입한다. 워터마크 삽입은 국부 영상 특성을 갖는 NVF(noise visibility function)함수에 의해 계산된다. 이 방법은 워터마크가 노이즈 특성을 갖기 때문에 영상의 통계적 특성에 기초한 비정상상태(non-stationary state) 가우스 모델과 정상상태(stationary state) 일반화 가우스(generalized Gaussian: GG)모델을 이용한다. 정상상태 GG모델의 삽입은 다해상도 내의 각 부대역별 분산과 형상계수(shape parameter)를 사용한다. 형상계수를 추정하기 위하여 모멘트 정합 방법을 사용한다. 비정상상태 가우스 모델은 각 부대역의 국부 평균 및 분산을 이용한다. 실험결과 우수한 비가시성과 강인성을 확인하였으며, 공격에 대한 실험으로 Stirmark 3.1 benchmark test를 수행하였다.
본 논문은 스마트폰에서 디스플레이-캡쳐 영상의 왜곡 분석에 기반한 모바일 워터마킹 기법을 제안한다. 제안한 기법에서 워터마크 삽입을 위해 웨이브릿 변환 영역에서 주파수 대역의 특성을 이용하여 랜덤시퀀스를 구성한다. 웨이블릿 변환 후 선택된 부대역의 각 블록 계수와 랜덤시퀀스를 계수비교합산법(Coefficients Comparative Sum, CCS)으로 계산하고, 삽입 임계값을 이용하여 반복적으로 워터마크를 삽입하여 워터마크 강도를 높인다. 디스플레이-캡쳐 과정에서 발생하는 왜곡을 보정하기 위해 영상 외부에 프레임을 추가하며, 이를 검출함으로써 워터마크 동기를 맞춘다. 또한 프레임 임계값 설정을 위해 반복적 적응 임계값을 사용하여 프레임 검출율을 향상시킬 수 있다. 제안한 방법은 $256{\times}256$ 크기의 표준 디지털 영상에 206 bits의 정보를 삽입하여 PSNR이 평균 약 41.42 dB를 나타내었다. 또한 디스플레이-캡쳐 영상의 워터마크 추출 실험에서, 캡쳐된 영상의 97% 이상에서 프레임 교차점을 정확히 인식하였으며, 비트에러율이 평균 약 3.73%을 기록하여, 기존 Pramila 방법에 비해 비트에러율이 70% 이상 향상되었다.
본 논문에서는 이산 웨이블릿 변환(DWT)영역에 인간의 시각시스템(HVS)용소를 적용한 압축에 강인한 디지털 워터마킹 알고리즘을 제안하였다 전처리과정으로 3-Levl DWT를 수행한 후, 주파수 계수의 공간적인 특성을 고려하여 워터마크를 삽입하였다. 최적의 워터마크삽입영역 선택을 위하여 영상의 명암대비도와 텍스처 특징을 파라미터로 실정하여 퍼지추론기를 설계하였다. 삽입되는 워터마크는 시각적으로 인지가 가능한 특정 로고 형태의 이진 영상을 사용하였고, 실험결과 JPEC 압축비율 $70\%$까지 $90\%$이상의 상관관계를 보였다.
In this paper, we proposed a robust watermark scheme for image based on SVD(Singular Value Transform) and Triplet. First, the original image is decomposed by using 3-level DWT, and then used the singular values changed for embedding and extracting of the watermark sequence in LL3 band. Since the matrix of singular values is not easily altered with various signal processing noises, the embedded watermark sequence has the ability to withstand various signal processing noise attacks. Nevertheless, this method does not guarantee geometric transformation(such as rotation, cropping, etc.) because the geometric transformation changes the matrix size. In this case, the watermark sequence cannot be extracted. To compensate for the above weaknesses, a method which uses the triplet for embedding a barcode image watermark in the middle of frequency band is proposed. In order to generate the barcode image watermark, the pattern of the watermark sequence embedded in a LL3 band is used. According to this method, the watermark information can be extracted from attacked images.
본 논문에서 디지털 워터마킹을 위해 제안한 방법은 다중 해상도 웨이블릿 변환을 기본으로 하고 있다. 영상 데이터의 저작권 보호를 위해 필요한 워터마크로 $2N_{wx}{\times}2N_{wy}$ 크기의 이진 로고영상의 1 레벨 DWT(discrete wavelet transform) 계수값을 사용하였다. 대상 영상을 3 레벨 DWT한 후 LL 영역과 중주파수 대역을 $N_{wx}{\times}N_{wy}$ 크기로 분할하고, 분할된 블록내 값이 큰 계수값들을 이용하여 임계값을 설정한다. 대상 영상의 각 주파수 대역마다 설정되는 임계값은 동일 대역의 워터마크가 다 삽입될 수 있는 값을 기준으로 정한다 즉, 각 주파수 대역마다 임계값을 설정해야 한다. 대상 영상의 화질 저하를 막기 위해 블록내 임계값 이상인 부분에 대해 워터마크의 동일 위치 값을 삽입한다. 워터마크를 대상 영상의 LL 영역 및 중주파수 대역에 삽입한다. 워터마크를 인간의 시각 시스템으로부터 감추기 위해 워터마크에 HVS(human visual system)을 적용하여 삽입하였다 따라서 본 논문에서 제안한 기법은 워터마크의 빠르고 정확한 검출이 가능하며, HVS가 적용된 작은 크기의 워터마크를 삽입함으로써 비가시성과 강건성이 뛰어나다는 장점이 있다.
본 논문에서는 동영상 스트리밍 인증을 위한 지문 기반의 워터마킹 기법을 제안한다. 일반적으로 사용되는 워터마크는 분실이나 위 변조의 위험이 내재되어 있어 이를 방지할 수 있는 생체 보안 시스템이 꾸준히 연구되고 있다. 이 중에서 지문은 사용이 용이하고 정확하며 경제적인 장점이 있다. 그러나 압축에 따른 정보의 손실로 인증상의 어려움이 발생하게 된다. 본 논문에서는 다양한 비트 변화에도 인증이 가능하게 하기 위해 지문 영상의 분할과 특징점 좌표 정보를 워터마커로 생성하는 방법을 제안한다. 제안한 알고리듬은 지문 영상의 개선 및 지문의 특징점 기반 워터마크 생성을 위한 전처리 과정과 웨이블릿 기반의 워터마크 삽입 및 추출 과정으로 구성된다. 제안한 워터마킹 기법은 H.264/AVC의 압축률 변화에 따른 실험을 통하여 워터마크의 요구조건인 강인성과 인증의 관점에서 기존 기술보다 우수함이 확인되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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