[논문]웨이블렛 기반의 벡터 양자화를 이용한 디지털 워터마킹 시스템의 설계

김두현; 이은진; 홍도석; 김용성

웨이블렛 기반의 벡터 양자화를 이용한 디지털 워터마킹 시스템의 설계
Design of Digital Watermarking System using 7he Wavelet Transform based Vector Quantization 원문보기

김두현 (전북대학교 컴퓨터과학과) , 이은진 (전북대학교 컴퓨터과학과) , 홍도석 (전북대학교 컴퓨터과학과) , 김용성 (전북대학교 컴퓨터과학과)

본 논문에서는 벡터 양자화(Vector Quantization)를 이용해서 소유자의 저작물에 대해 저작권을 보호할 수 있는 디지털 워터마킹(Watermarking) 기법을 제안한다. 소유자의 워터마크 정보로는 사용자 정보를 비밀키를 이용해서 암호화한 데이터를 사용하며, 워터마킹 처리는 원본 이미지를 웨이블렛 기반의 벡터 양자화(Vector Quantization)에 사용되는 코드북(Coodbook)을 이용한다. 코드북을 사용함으로서 양질의 정보를 유지하면서 워터마킹을 효과적으로 처리할 수 있다.

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문제 정의

본 논문에서 이러한 요구 사항을 만족하면서 저적권을 보호할 수 있는 워터마킹 기법을 제안하고자 한다.
본 논문에서는 디지털 창작물에 대해서 소유자의 저작권을 증명할 수 있는 디지털 워터마킹 방법을 제안했다. 워터마크 정보로는 워터마킹 서버에서 발급하는 보안키를 이용해서 소유권자의 정보를 암호화한 것을 사용하였다.

가설 설정

i ) 삽입된 워터마크는 저작물의 질을 유지하면서 사람의 눈에 띄지 않아야 한다.
ii) 손실 압축이나 필터링과 같은 일반적인 이미지 처리 기법에 대해서 워터마크는 견고해야 한다.
ⅲ) 추출된 워터마크 데이터는 소유자를 구별하기 위해서 명확해야 한다.

제안 방법

본 논문에서는 소유자의 워터마크 정보로는 사용자 정보를 비밀키를 이용해서 암호화한 데이터를 사용하고, 벡터 양자화(Vector Quantization)의 코드북(Codebok) 구조를 이용해서 워터마킹의 삽입과 추출을 한다.
본 논문에서는 워터마크 정보가 0과 1로 구성되기 때문에 코드북의 트레이닝(Training) 데이터들 올 워터마크 정보에 따라 0과 1의 두 가지 그룹으로 분리해서 각각 작성하며, 코드북을 생성하는 알고리즘은 다음과 같다.
워터마크 정보로는 워터마킹 서버에서 발급하는 보안키를 이용해서 소유권자의 정보를 암호화한 것을 사용하였다. 워터마크의 삽입하고 추출할 때는 벡터 양자화 처리에서 코드 북 구조를 이용했으며, 이미지의 웨이블렛 변환을 이용해서 원본이미지에 워터마크 정보를 추가했다. 워터마크의 추출 과정에서 워터마크가 언식되면 해당 소유자를 바로 식별할 수가 있다.
워터마크 정보로는 소유자의 이름, 메일 주소, 저작물 생성날짜 등으로 소유자의 정보를 사용한다. 이러한 정보를 소유자의 식별이 가능한 보안키를 이용해서 소유자의 정보를 암호화한다.

대상 데이터

본 논문에서는 디지털 창작물에 대해서 소유자의 저작권을 증명할 수 있는 디지털 워터마킹 방법을 제안했다. 워터마크 정보로는 워터마킹 서버에서 발급하는 보안키를 이용해서 소유권자의 정보를 암호화한 것을 사용하였다. 워터마크의 삽입하고 추출할 때는 벡터 양자화 처리에서 코드 북 구조를 이용했으며, 이미지의 웨이블렛 변환을 이용해서 원본이미지에 워터마크 정보를 추가했다.

이론/모형

주파수를 이용한 방법은 멀티미디어 데이터를 주파수 성분의 아날로그 신호로 변환하고 삽입하려는 워터마크를 동일하게 아날로그 신호로 변환하여 삽입하는 방법이다[7]. 데이터를 변환하는 방법으로 이산 코사인 변환(DCT), 고속 푸리에 변환 (FFT) 그리고 웨이브렛 변환(Wavelet Transform) 등을 이용한다. 이 방법은 삽입하려는 워터마크 계수(데이터)들이 원 데이터의 전 영역에 분포하게 되며 한번 삽입된 워터마크는 삭제가 어려운 장점이 있다.
벡터 양자화를 이용한 워터마킹 기법은 코드북의 구조를 이용한다. 코드북의 구조는 워터마크의 삽입과 추출에 많은 영향을 미친다.
따라서 효율적인 계산과 데이터의 정확성을 고려하여 가능한 크기와 위치의 부분집합을 선택해야 한다. 본 논문에서는 MallatflO] 에서 제시된 DWT(Discrete Wavelet Transform)를 사용한다.

후속연구

향후 연구과제로는 본 논문에서 제안하는 시스템을 구현하고 실험 및 성능 평가를 하는 것이다. 또한, 이미지뿐만 아니라 동영상, 음성, 파일 등에 대한 워터마킹 방안도 연구해야 할 것이다.
향후 연구과제로는 본 논문에서 제안하는 시스템을 구현하고 실험 및 성능 평가를 하는 것이다. 또한, 이미지뿐만 아니라 동영상, 음성, 파일 등에 대한 워터마킹 방안도 연구해야 할 것이다.

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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].

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