[논문]제거 가능한 로고 워터마킹 기법

조동준; 최혁

doi:10.3745/kipstd.2008.15-d.6.857

제거 가능한 로고 워터마킹 기법
Removable Logo Watermarking Technique 원문보기

정보처리학회논문지. The KIPS transactions. Part D. Part D, v.15D no.6, 2008년, pp.857 - 860

조동준 (IBM Korea 시스템 서비스) , 최혁 (서울시립대학교 컴퓨터과학부)

초록
AI-Helper

본 논문은 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 로고를 제거하고 복원된 영상 모두 원영상과 차이를 느낄 수 없는 우수한 화질을 보였으며, 저작권 보호 측면에서도 삽입된 로고에 의한 저작권 인지력이 뛰어나 실용적으로 매우 우수한 방법임을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this paper, we propose a removable logo watermarking technique for copyright protection of digital image. Then, visible logo is inserted into digital image to protect copyright, and the information removed by the logo is embedded by a new quantization watermarking. In a legal usage, the image can be reconstructed without logo after watermarking detection process. Experiment results show that the proposed method maintains high image quality in both watermarked images and reconstructed images, and is practical and effective in protection of image copyright.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 논문에서는 디지털 영상에 저작권 확인을 위한 로고를 삽입하고 로고에 의해 지워진 영상 정보를 양자화 워터마킹으로 영상에 삽입함으로써 이를 이용하여 로고를 제거한 복원 영상을 얻어낼 수 있는 새로운 저작권 보호 기술을 제안하였다. 제안된 방법으로 처리된 영상은 합법적인 사이트에서는 주어진 워터마크 검출기를 이용하여 영상에 삽입되어 있는 워터마크를 검출하고 이를 이용하여 원영상을 복원하여 볼 수 있으며, 영상을 불법적으로 복사하여 가는 경우에는 로고가 삽입된 영상만을 얻게 되어 저작권 확인에 매우 효과적이다.
본 논문에서는 영상을 온라인 사이트에 공개하는 경우, 로고 및 워터마킹 기술을 이용하여 콘텐츠의 저작권을 보호할 수 있는 새로운 방법을 제안한다. 논문의 구성은 다음과 같다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 양자화 워터마킹을 이용한 제거 가능한 로고 기법을 제안한다. 즉, 로고의 효과를 살리면서 영상을 보게 될 사용자의 시각적 효과의 저하를 가져오지 않도록, 로고에 의해 제거된 영상 정보를 워터마킹으로 영상에 삽입한다.

가설 설정

RGB 영상인 경우 제안 워터마크 삽입 과정을 나타내면 (그림 3)과 같다. 이때 최종 영상 출력은 온라인 상에서 가장 널리 사용되는 JPEG 압축 포맷으로 압축되어 출력되는 것으로 가정하였다.

제안 방법

즉, 컬러 영상의 경우 먼저, RGB 신호를 YCbCr 신호로 변환한 뒤, (그림 1)과 같이 Y 신호 영상의 중앙에 시각적으로 눈에 잘 띄는 흑백 로고를 삽입하였다. 로고의 크기는 원영상과 비교하여 가로, 세로 각각 25%의 크기를 갖도록 하였다. (그림 2)는 이와 같은 방식으로 로고를 영상에 삽입한 결과이며, 로고가 삽입된 부분의 Y 신호는 지워지게 되지만 로고를 통해 저작권을 명확히 확인할 수 있다.
제안 방법의 성능을 평가하기 위해 MATLAB을 이용하여 실제 영상에 제안 방법을 적용하여 실험을 수행하였다. 먼저, RGB 영상을 YCbCr 영상으로 변환한 뒤, Y 신호 영상의 중앙 부분에 가로, 세로 각각 1/4 크기의 흑백로고를 삽입하였으며, 로고에 의해 제거된 Y 신호들(각 픽셀당 8bit 정보)을 워터마크 정보로 하여 전체 영상의 Y 신호에 삽입하였다. 삽입 방법은 2장에서 설명된 바와 같이 영상을 블록별로 분할하고 각 블록에 DCT를 수행한 뒤 DC 성분을 제외한 저주파 성분 27개 DCT 계수에 양자화 방식으로 워터마크를 삽입하였다.
워터마크가 삽입되는 세부적인 과정을 살펴보면 JPEG Encoding 과정과 같이 먼저 Y 신호 영상을 8×8 블록으로 나누고, 각 블록에 DCT(Discrete Cosine Transform)를 수행한다. 변환된 DCT 계수는 JPEG 양자화 과정과 유사하게 일정한 양자화 간격으로 나눈 뒤 (그림 4)와 같이 워터마크 정보에 따라 가장 가까운 0 또는 1의 정보를 나타내는 DCT 계수값으로 변환시켜 워터마크 정보를 삽입한다.
먼저, RGB 영상을 YCbCr 영상으로 변환한 뒤, Y 신호 영상의 중앙 부분에 가로, 세로 각각 1/4 크기의 흑백로고를 삽입하였으며, 로고에 의해 제거된 Y 신호들(각 픽셀당 8bit 정보)을 워터마크 정보로 하여 전체 영상의 Y 신호에 삽입하였다. 삽입 방법은 2장에서 설명된 바와 같이 영상을 블록별로 분할하고 각 블록에 DCT를 수행한 뒤 DC 성분을 제외한 저주파 성분 27개 DCT 계수에 양자화 방식으로 워터마크를 삽입하였다.
정당한 사용자가 영상을 보는 경우에는 로고에 의해 감상에 방해가 되며 이를 제거하고 원영상을 복구하여 볼 수 있다면 더 편리할 것이다. 이를 위해 본 논문에서는 로고에 의해 삭제된 영역의 Y 신호를 워터마크 정보로 전체 영상에 삽입하여, 영상 뷰어에서 워터마크 검출기가 탑재되는 경우 삽입된 워터마크 정보를 얻어내어 원영상을 복원, 로고가 제거된 영상을 볼 수 있는 워터마크 방법을 제안한다.
일반적인 영상이 저주파 부분에 주로 분포되어 있으므로 삽입된 워터마크 신호가 JPEG과 같은 영상 압축에 강인하도록 워터마크 삽입에서는 영상의 저주파 신호만을 이용하며, 의 음영 부분의 DCT 계수값들이 워터마크 정보가 삽입되는 부분이고, 양자화 간격은 JPEG에서 사용되는 양자화 테이블을 변형하여 과 같이 결정하였다.
저작권을 표시하기 위해 눈에 띄는 로고를 삽입하는 방식으로 영상의 Y 신호 영역의 정중앙에 로고를 삽입한다. 즉, 컬러 영상의 경우 먼저, RGB 신호를 YCbCr 신호로 변환한 뒤, (그림 1)과 같이 Y 신호 영상의 중앙에 시각적으로 눈에 잘 띄는 흑백 로고를 삽입하였다.
저작권을 표시하기 위해 눈에 띄는 로고를 삽입하는 방식으로 영상의 Y 신호 영역의 정중앙에 로고를 삽입한다. 즉, 컬러 영상의 경우 먼저, RGB 신호를 YCbCr 신호로 변환한 뒤, (그림 1)과 같이 Y 신호 영상의 중앙에 시각적으로 눈에 잘 띄는 흑백 로고를 삽입하였다. 로고의 크기는 원영상과 비교하여 가로, 세로 각각 25%의 크기를 갖도록 하였다.

이론/모형

워터마크 삽입 과정에서 워터마크는 로고가 삽입되어 있는 영상의 Y 신호에 삽입되며, Cb, Cr 신호에는 변화가 없다. 워터마크 삽입은 강인성 및 처리의 편의성을 위해 JPEG 압축 과정 중에 수행되며 양자화 워터마킹 방식을 사용하였다[3, 4].
제안 방법의 성능을 평가하기 위해 MATLAB을 이용하여 실제 영상에 제안 방법을 적용하여 실험을 수행하였다. 먼저, RGB 영상을 YCbCr 영상으로 변환한 뒤, Y 신호 영상의 중앙 부분에 가로, 세로 각각 1/4 크기의 흑백로고를 삽입하였으며, 로고에 의해 제거된 Y 신호들(각 픽셀당 8bit 정보)을 워터마크 정보로 하여 전체 영상의 Y 신호에 삽입하였다.

성능/효과

JPEG 압축에서는 컬러 성분인 Cb와 Cr 신호가 상대적으로 많은 압축이 적용되기 때문에 워터마크 정보 삽입에 적합하지 않다. 결과적으로 로고 및 워터마크 삽입, 검출에서는 영상의 Y 신호만을 이용하였다.
(그림 5)에서는 삽입된 로고에 의해 영상의 저작권을 명확히 확인할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 제안 방법에 의해 처리된 영상은 합법적인 사이트에서는 삽입된 워터마크를 검출할 수 있는 검출기가 제공되어 워터마크 정보를 확인할 수 있는데 검출된 워터마크 정보를 로고 영역의 Y 신호로 대치하여 보여줌으로써 영상을 보고자 하는 사용자에게 원영상과 차이가 없는 영상을 제공할 수 있다. (그림 5)에서 워터마크 정보를 검출하여 복원된 영상을 볼 수 있으며, 원영상과 비교하여 시각적으로 차이가 없는 우수한 화질을 제공함을 알 수 있다.
본 논문에서는 디지털 영상에 저작권 확인을 위한 로고를 삽입하고 로고에 의해 지워진 영상 정보를 양자화 워터마킹으로 영상에 삽입함으로써 이를 이용하여 로고를 제거한 복원 영상을 얻어낼 수 있는 새로운 저작권 보호 기술을 제안하였다. 제안된 방법으로 처리된 영상은 합법적인 사이트에서는 주어진 워터마크 검출기를 이용하여 영상에 삽입되어 있는 워터마크를 검출하고 이를 이용하여 원영상을 복원하여 볼 수 있으며, 영상을 불법적으로 복사하여 가는 경우에는 로고가 삽입된 영상만을 얻게 되어 저작권 확인에 매우 효과적이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	디지털 콘텐츠에 대한 불법 복제 및 사용이 매우 심각한 문제로 등장하고 있는 이유는 무엇인가?	네트워크의 발달 및 P2P 기술, 검색 엔진 기술 등 컴퓨터의 손쉬운 사용으로 인해 디지털 콘텐츠에 대한 불법 복제 및 사용이 매우 심각한 문제로 등장하고 있다. 이를 막기 위해 암호화를 이용한 DRM(Digital Right Management) 기술 및 디지털 워터마킹(Digital Watermarking) 기술이 개발 되어 사용되고 있으나[1, 2], 아직 시장 요구를 모두 만족시키기에는 미흡한 실정이며, 또 다양한 시장 상황에 따라 요구되는 기술 또한 변화하고 있다.
	디지털 워터마킹은 무엇인가?	그러나, 대부분의 경우에 이러한 개인 영상은 저작권에 대한 인식이 없으며 저작권을 보호하고자 하는 기술의 적용 또한 전무한 실정이다. 디지털 워터마킹은 인간의 지각에 거슬리지 않게 저작권 정보 등 콘텐츠 관련 정보를 워터마크로 디지털 콘텐츠에 삽입하는 기술을 말하며, 삽입된 워터마크는 검출기를 통해 검출됨으로써 저작권 확인 등에 사용될 수 있다.
	로고 삽입의 문제점은 무엇인가?	영상을 온라인 사이트에 공개적으로 올릴 때, 저작권 정보를 표현하는 명확한 방법으로 로고 삽입이 있다. 그러나, 로고를 삽입하는 경우, 로고에 의해 원영상의 정보가 제거되기 때문에 콘텐츠의 가치를 저하시키게 되어 소유자뿐만 아니라 영상을 보게 될 사용자에게도 콘텐츠 감상에 방해가 된다.

참고문헌 (4)

I.J.Cox, M.L. Miller and J.A. Bloom, Digital Watermarking, Morgan Kaufmann Publishers, 2001
Cox, I.J. Kilian, J. Leighton, F. T. Shamoon, T., “Secure spread spectrum watermarking for multimedia,” IEEE Transactions on, Image Processing, Vol.6, pp.1673-1687, Dec., 1997

상세보기
B. Chen and G.W.Wornell, “Dither modulation: a new approach to digital watermarking and information embedding,” Proc. of SPIE Vol.3657, Security and Watermarking of Multimedia Contents, pp.342-353, San Jose, Ca, USA, January 1999
J.J. Eggers, R. B¨auml, R. Tzschoppe and B. Girod, “Scalar Costa Scheme for Information Embedding,” IEEE Transactions on Signal Processing, Vol.51, No.4, pp.1003-1019, 2003

상세보기

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증