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KR100405827B1 - Method of inserting/extracting digital watermarks and apparatus for using thereof - Google Patents

Method of inserting/extracting digital watermarks and apparatus for using thereof Download PDF

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KR100405827B1
KR100405827B1 KR10-2001-0023984A KR20010023984A KR100405827B1 KR 100405827 B1 KR100405827 B1 KR 100405827B1 KR 20010023984 A KR20010023984 A KR 20010023984A KR 100405827 B1 KR100405827 B1 KR 100405827B1
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KR
South Korea
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watermark
binary data
value
correlation
digital watermark
Prior art date
Application number
KR10-2001-0023984A
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Korean (ko)
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KR20020084588A (en
Inventor
이한호
최종욱
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주식회사 마크애니
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Publication date
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Abstract

본 발명은 디지털 비디오 컨텐츠의 저작권을 보호해주기 위한 워터마킹 기술에 관한 것으로, 워터마크의 삽입 및 추출시에 워터마크를 가시적으로 확인할 수 있는 로고 등을 워터마크로 사용할 수 있는 워터마크의 삽입 및 추출방법과 이를 이용한 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a watermarking technology for protecting the copyright of digital video contents. The present invention relates to a method of inserting and extracting a watermark that can be used as a watermark, such as a logo that can visually identify a watermark when the watermark is inserted and extracted. And a device using the same.

종래에는 단순하게 고유키 또는 사용자키를 이용하여 발생된 의사난수를 워터마크로 사용하고 이를 검출하기 위해서는 영상신호에 포함된 워터마크와 별도로 생성된 워터마크의 상관관계를 이용하여 워터마크를 검출하였으나, 본 발명에서는 로고나 그림 등의 이미지 데이터를 워터마크로 사용하여 영상신호에 삽입하고, 또한 영상신호 중에 포함된 워터마크를 추출하여 가시적으로 확인할 수 있도록 하였다.Conventionally, a watermark is detected by using a correlation between a watermark included in an image signal and a watermark separately generated in order to use a pseudo random number generated by using a unique key or a user key as a watermark. In the present invention, image data such as a logo or a picture is used as a watermark to be inserted into a video signal, and a watermark included in the video signal can be extracted and visually confirmed.

Description

디지털 워터마크의 삽입/추출 방법과 이를 이용한 워터마크 삽입/추출 장치 {METHOD OF INSERTING/EXTRACTING DIGITAL WATERMARKS AND APPARATUS FOR USING THEREOF}Method of inserting / extracting digital watermark and watermark inserting / extracting device using same {METHOD OF INSERTING / EXTRACTING DIGITAL WATERMARKS AND APPARATUS FOR USING THEREOF}

본 발명은 디지털 콘텐츠에 디지털 워터마크를 삽입 또는 디지털 콘텐츠에 삽입된 디지털 워터마크를 추출하기 위한 방법 및 이를 이용한 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 난수 형태의 워터마크 대신에 로고나 그림등의 이미지 또는 일정 내용의 텍스트를 워터마크로 형성하여 삽입하고, 이를 원래의 형태로 추출하여 가시적으로 확인할 수 있도록 한 디지털 워터마크의 삽입/추출방법과 이를 이용한 삽입/추출 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for embedding a digital watermark in digital content or to extract a digital watermark embedded in digital content and an apparatus using the same. More specifically, the method of inserting / extracting a digital watermark to form an image of a logo or a picture or text of a certain content or to insert a watermark instead of a watermark in a random number form, and extract it in its original form so that it can be visually confirmed. And an insertion / extraction device using the same.

최근 컴퓨터와 인터넷의 보급과 함께, 다양한 컨텐츠의 디지털화에 의한 손쉬운 복제와 유통으로 디지털 컨텐츠 저작권에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 디지털 컨텐츠의 보호와 유료 서비스를 위한 디지털 저작권 보호기술로서 디지털 워터마킹(digital watermarking), DRM(Digital Rights Management) 기술, DOI(Digital Object Identifier) 등이 나름대로의 관련 기술 및 솔루션을 제공하고 있다.Recently, with the spread of computers and the Internet, interest in digital content copyright is increasing due to easy copying and distribution by digitalizing various contents. Digital watermarking, Digital Rights Management (DRM) technology, and Digital Object Identifier (DOI) provide various related technologies and solutions as digital copyright protection technology for protecting digital contents and paid services.

상기의 여러 가지의 관련기술 중에서 디지털 워터마킹 기술은 저작권 확증을 위해 널리 활용되는 기술로서 디지털 컨텐츠 내에 저작권과 관련된 정보를 삽입하여 보호하는 기술이다.Digital watermarking technology is a technology widely used for verifying the copyright among the various related technologies described above and is a technique for inserting and protecting information related to copyright in the digital content.

워터마크(watermark)란 고대에 파피루스(종이)를 만드는 과정에서 섬유질을 물에 풀었다가 물을 빼어 압착하기 위해 틀을 사용하는 과정에서 나온 마크를 의미한다. 중세에 제지업자들이 자신들의 고유상품 임을 증명하기 위해서 종이에 마크를 삽입했던 것이 중세의 워터마크이며, 오늘날에는 지폐를 제조하는 과정에서 종이가 젖어있을 때 인쇄를 하고 말린 후 양면에 인쇄를 하면 빛을 통해서만 확인할 수 있는 그림이 들어가는데, 이것을 워터마크라 부르기도 한다.Watermark refers to a mark that originated from the process of dissolving fiber in water in the process of making papyrus (paper) in ancient times, and then using a mold to squeeze out the water. In the Middle Ages, papermakers put marks on paper to prove that they were unique products. In today's papermaking process, when paper is wet, it is printed, dried, and printed on both sides. There is a picture that can only be checked through. It is also called a watermark.

오늘날 디지털 매체의 증가와 함께, 디지털 워터마크라는 개념이 등장하였는데, 즉 아날로그 상의 종이가 디지털 종이의 개념으로 대체되듯이, 과거 워터마크를 삽입하던 아날로그 매체들이 모두 디지털화되면서 디지털 이미지, 오디오, 동영상 등에 숨겨지게 된 마크로서 디지털 워터마크라는 개념이 등장하게 된 것이다. 정리하면 워터마킹이란 일련의 멀티미디어 저작물(Multimedia Contents)을 보호하기 위하여 여기에 특별한 형태의 워터마크를 감추고 추출하는 모든 기술적 방법을 뜻한다. 초기에는 원래의 멀티미디어 저작물 자체에 대해서 은닉시키는 방법을 연구하였지만, 현재에는 많은 기술적 변환 방법을 이용한 강력한 워터마킹 기술이 개발되고 있는 추세이다.Today, with the increase of digital media, the concept of digital watermark has emerged. As analog paper is replaced by the concept of digital paper, all analog media that used watermarks in the past have been digitized. As a hidden mark, the concept of digital watermark came into being. In summary, watermarking refers to any technical method of concealing and extracting a special form of watermark to protect a set of multimedia contents. Initially, the method of concealing the original multimedia asset itself was studied, but now, a powerful watermarking technique using many technical transformation methods is being developed.

최근 개발되어 널리 사용되고 있는 워터마킹 방식 중 key를 이용한 워터마킹 방법이 있다. 이는 영상에 어떠한 일련의 키(key) 값을 삽입하는 것으로서, 사용자 소유의 고유 Key나 비밀번호 등을 워터마크로 발생시켜서, 그림이나 오디오 속에 삽입하고 이를 감지하여 자신의 키나 비밀번호 값이 그림이나 오디오 속에 들어있음을 주장하는 방법이라고 할 수 있다. 특히 key 방식의 워터마킹 방법 중 의사 랜덤 시퀀스 워터마크(pseudo random sequence watermark)는 0과 1, 또는 -1과 1의 이진 상태로 워터마크를 구성하며, 일반적으로 자기상관성이 높은 계열(예로, M-sequence, PN-sequence)을 이용한다.There is a watermarking method using a key among the watermarking methods recently developed and widely used. This is to insert a series of key values into the video, generate a unique key or password owned by the user as a watermark, insert it into the picture or audio, detect it, and insert the key or password value into the picture or audio. It's a way of claiming that there is. In particular, the pseudo random sequence watermark among the key-based watermarking methods constitutes a watermark with a binary state of 0 and 1 or -1 and 1, and generally has a high autocorrelation series (for example, M -sequence, PN-sequence).

그런데, 상기 key 방식의 워터마킹 방법은 삽입된 key값을 추출하여 보여줄 수 없다는 문제점을 지닌다. 즉 다른 사람이 인터넷에 올려놓은 그림이나 오디오를 복제하여 사용하는 경우 컨텐츠 (그림이나 오디오, 비디오)와 key값과의 상관계수(Correlation)를 측정하여 그 값이 0이 아니기 때문에 그 Key값이 그림이나 오디오 속에 들어있다고 주장할 수는 있지만 자신의 소유권 자체를 보여 주고 주장하기에는 증거 능력으로서 취약한 측면을 지니고 있다. 다시 말하면 워터마크 존재 여부 여부는 확인할 수 있으나 다양한 저작권 정보를 삽입하고 이를 추출해 내기는 어렵다는 것이다.However, the watermarking method of the key method has a problem in that the extracted key value cannot be extracted and displayed. In other words, if you copy and use a picture or audio that someone has posted on the Internet, measure the correlation between the content (picture, audio, and video) and the key value. It can be claimed that it is in the audio, but it is vulnerable as evidence ability to show and claim its own ownership. In other words, whether or not the watermark exists can be confirmed, but it is difficult to insert and extract various copyright information.

상기에서와 같은 종래기술에 의한 워터마크 삽입 및 검출장치에서는 고유키 또는 사용자키 등에 의한 발생된 난수를 이용하여 생성된 워터마크를 영상에 삽입하고, 또한 이렇게 영상 중에 삽입된 워터마크를 상관도 등을 이용하여 검출하는데 검출된 결과는 영상 중에 워터마크가 있다는 사실만을 검출할 수 있을 뿐이므로, 워터마크를 가시적으로 판단할 수 없어서 신뢰성이 떨어진다는 문제점이 있다.In the conventional watermark insertion and detection apparatus as described above, a watermark generated by using a random number generated by a unique key or a user key is inserted into an image, and the watermark inserted in the image is correlated, etc. Since the detection result using only can only detect the fact that there is a watermark in the image, there is a problem in that the watermark cannot be determined visually and thus the reliability is low.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 일정 내용의 텍스트 또는 로고나 그림 등의 이미지를 이용한 워터마크 형성방법을 제공하는것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of forming a watermark using an image such as text or a logo or a picture of a certain content in order to solve the above problems.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같이 형성된 워터마크를 삽입하는 방법 및 이를 이용한 삽입장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for embedding the watermark formed as described above and an insertion apparatus using the same.

본 발명의 다른 목적은 텍스트 또는 로고나 그림 등의 이미지로 워터마크로 삽입되어 있는 비디오 데이터 등에서 원래 형상대로 가시적으로 워터마크를 추출하는 방법 및 이를 이용한 추출장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for extracting a watermark visually in its original shape from video data inserted into a watermark as text or an image such as a logo or a picture, and an extraction apparatus using the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 디지털 워터마크의 삽입방법은 워터마크로 표시할 소정 형태를 가지는 입력데이터를 이진데이터로 변환하는 단계, 소정의 키 값에 따라 난수를 생성하는 단계, 및 상기 변환된 이진데이터에 따라 상기 난수를 워터마크로서 입력 영상에 가산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a method of embedding a digital watermark according to the present invention includes converting input data having a predetermined form to be displayed as a watermark into binary data, generating a random number according to a predetermined key value, and And adding the random number to the input image as a watermark according to the converted binary data.

또한, 본 발명에 따른 디지털 워터마크의 삽입장치는 워터마크로 표시할 소정 형태를 가지는 입력데이터를 이진데이터로 변환하기 위한 수단, 소정의 키 값에 따라 의사잡음 부호인 난수를 생성하기 위한 의사잡음 부호 발생수단, 상기 이진데이터에 따라 상기 난수와 소정의 상수를 승산하기 위한 승산수단, 및 상기 승산되어 형성되는 워터마크와 입력 영상을 가산하기 위한 가산수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the digital watermark embedding apparatus according to the present invention includes means for converting input data having a predetermined form to be displayed as a watermark into binary data, and a pseudonoise code for generating a random number which is a pseudonoise code according to a predetermined key value. And multiplication means for multiplying the random number and a predetermined constant according to the binary data, and adding means for adding the multiplied watermark and the input image.

또한, 본 발명에 따른 디지털 워터마크의 추출방법은 영상신호에 삽입된 디지털 워터마크를 추출하기 위하여, a) 소정의 키 값에 따라 의사잡음 부호인 난수를 이용하여 디지털 워터마크를 생성하는 단계, b) 상기 영상신호에 삽입된 디지털워터마크와 상기 생성된 디지털 워터마크와의 상관도를 계산하는 단계, c) 상기 상관도의 값에 따라 소정 값을 가지는 이진데이터를 형성하는 단계, 및 d) 상기 b) 단계와 c) 단계를 전체 영상신호에 수행하여 형성되는 이진데이터의 비트 스트림을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the method of extracting a digital watermark according to the present invention comprises the steps of: a) generating a digital watermark using a random number which is a pseudo noise code according to a predetermined key value to extract a digital watermark embedded in an image signal; b) calculating a correlation between the digital watermark embedded in the video signal and the generated digital watermark, c) forming binary data having a predetermined value according to the correlation value, and d) And forming a bit stream of binary data formed by performing steps b) and c) on the entire video signal.

또한, 본 발명에 따른 디지털 워터마크의 추출장치는 영상신호에 삽입된 디지털 워터마크를 추출하는 장치에 있어서, 소정의 키 값에 따라 의사잡음 부호인 난수를 이용하여 디지털 워터마크를 생성하기 디지털 워터마크 생성수단, 상기 영상신호에 삽입된 디지털 워터마크와 상기 생성된 디지털 워터마크와의 상관도를 계산하기 위한 상관도 계산수단, 상기 상관수단에 의한 상관도의 값에 따라 소정 값을 가지는 이진데이터를 생성하고, 이를 전체 영상신호에 대하여 수행하여 이진데이터의 비트 스트림을 형성하기 위한 워터마크 추출수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the apparatus for extracting a digital watermark according to the present invention is an apparatus for extracting a digital watermark embedded in an image signal, and generating a digital watermark using a random number which is a pseudo noise code according to a predetermined key value. Mark generation means, correlation degree calculation means for calculating a correlation between the digital watermark embedded in the video signal and the generated digital watermark, and binary data having a predetermined value according to the value of the correlation degree by the correlation means And watermark extracting means for generating a bit stream of binary data by performing the same on the entire video signal.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 디지털 워터마크의 형성 및 삽입/추출 방법과 이를 이용한 삽입/추출 장치를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of forming and inserting / extracting a digital watermark and an embedding / extraction apparatus using the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명에 따른 디지털 워터마크 삽입장치의 일 실시예의 구성을 개략적으로 도시한 블록도.1 is a block diagram schematically showing the configuration of an embodiment of a digital watermark embedding apparatus according to the present invention;

도 2 는 본 발명에 따라 삽입될 수 있는 로고데이터의 일예를 도시한 도.2 illustrates an example of logo data that can be inserted in accordance with the present invention.

도 3 는 본 발명에 따른 도 2 와 같은 형태의 로고데이터를 이용하여 입력영상에 로고데이터를 워터마크로서 입력하는 과정을 도시한 도.3 is a diagram illustrating a process of inputting logo data as a watermark on an input image using logo data of the form as shown in FIG. 2 according to the present invention;

도 4 은 도 3 에서의 처리과정에 의하여 로고데이터가 삽입된 결과의 일예를 도시한 도.4 is a view showing an example of the result of the logo data is inserted by the process in FIG.

도 5 은 본 발명에 따른 디지털 워터마크 삽입장치의 다른 실시예의 구성을 개략적으로 도시한 블록도.5 is a block diagram schematically showing the configuration of another embodiment of a digital watermark embedding apparatus according to the present invention;

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10 ... 입력영상 20 ... 로고10 ... Input 20 ... Logo

130 ... 가산기 300 ... 워터마크 생성부130 ... adder 300 ... watermark generator

310 ... 데이터 변환부 320 ... 의사잡음 발생부310 ... data converter 320 ... pseudo noise generator

330 ... 승산기 340 ... 상관도 계산부330 ... Multiplier 340 ... Correlation Calculator

350 ... 워터마크 삽입 판별부350 ... Watermark embedding determination unit

도 1 은 본 발명에 따른 디지털 워터마크 삽입장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.1 is a block diagram schematically showing the configuration of a digital watermark embedding apparatus according to the present invention.

도 1 에서의 디지털 워터마크 삽입장치는 로고(그림 또는 텍스트 문서 데이터)(20)를 이진데이터의 형태로 변환시키기 위한 데이터 변환부(310), 고유키 또는사용자키에 의한 의사잡음부호를 발생하기 위한 의사잡음부호 발생부(320), 의사잡음부호 발생부(320)에서 생성된 고유키 또는 사용자키에 의한 의사잡음부호와 데이터변환부(310)에서 출력된 로고 등에 의한 변환된 데이터를 승산하여 최종적으로 삽입할 워터마크를 출력하는 승산기(330), 및 이렇게 생성된 워터마크를 입력영상(10)에 가산하기 위한 가산기(130)를 포함한다.The digital watermark inserting apparatus in FIG. 1 generates a pseudo noise code by a data converter 310, a unique key or a user key for converting a logo (picture or text document data) 20 into the form of binary data. Pseudo-noise code generator 320, the pseudo-noise code generated by the pseudo-noise code generator 320 and the pseudo-noise code by the user key and the converted data by the logo output from the data converter 310 A multiplier 330 for finally outputting a watermark to be inserted, and an adder 130 for adding the generated watermark to the input image 10.

상기와 같은 구성을 가지는 워터마크 삽입장치의 동작을 도 2 에서의 입력될 로고데이터의 일예와 이러한 입력된 로고데이터를 이용하여 입력영상에 로고데이터를 워터마크로서 입력하는 과정을 도시한 도 3 와 상기의 과정을 통하여 처리된 결과의 일예를 도시한 도 4 을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.3 illustrates an example of the operation of the watermark inserting apparatus having the above-described configuration, and a process of inputting the logo data as a watermark in the input image using the input logo data. Referring to Figure 4 showing an example of the result processed through the above process as follows.

먼저, 데이터변환부(310)로 삽입하고자 하는 로고데이터(텍스트 등과 같은 비트스트림)(20)를 입력한다(S100단계). 입력된 데이터는 이진데이터로 변환된다(S110단계). 예를 들어, 도 2 에서와 같은 로고데이터(20)를 이진데이터로 변환하면‘01011...01’이라는 형태로 생성된다고 가정한다. 그리고, 이미 정해져 있는 고유키 또는 사용자에 의하여 입력되는 사용자키를 입력하면(S120단계), 이를 씨앗값(seed)으로 이용하여 의사 잡음 부호(난수)를 발생시킨다(S130단계).First, the logo data (bitstream such as text) 20 to be inserted into the data converter 310 is input (step S100). The input data is converted into binary data (step S110). For example, it is assumed that when the logo data 20 as shown in FIG. 2 is converted into binary data, the logo data 20 is generated in the form of '01011 ... 01'. When a predetermined unique key or a user key input by the user is input (step S120), a pseudo noise code (random number) is generated using the seed as a seed (step S130).

이때, 워터마크는 데이터 변환부(310)에서 변환된 이진데이터가‘0’또는‘1’ 인가를 구분하여 생성한다(S140단계). 즉, 이진데이터가‘1’인 경우에 워터마크를 생성한다고 가정하면(반대의 경우에도 상관없으며‘0’과‘1’에 각각 할당된 두개의 워터마크를 정하여 사용할 수 있다), 의사잡음부호 발생부(320)에서 발생된 의사잡음부호를 승산기(330)에서 승산한다. 이때, α라는 팩터(factor)에 의하여워터마크의 강도를 조정하기 위하여 의사잡음부호에 승산할 수 있다. 물론, 강도를 조정하지 않는 경우에는 기본적으로‘1’의 값을 가진다. 또한, 이진데이터가‘0’인 경우에는 의사잡음부호를 가산하지 않는다(S150단계).At this time, the watermark is generated by distinguishing whether the binary data converted by the data converter 310 is '0' or '1' (step S140). That is, assuming that a watermark is generated when the binary data is '1' (reversely, two watermarks assigned to '0' and '1' can be used). The pseudo noise code generated by the generator 320 is multiplied by the multiplier 330. At this time, in order to adjust the intensity of the water mark by a factor of α, it may be multiplied by a pseudo noise code. Of course, if the intensity is not adjusted, it basically has a value of '1'. In addition, when the binary data is '0', the pseudo noise code is not added (step S150).

상기의 단계는 이진변환된 로고데이터를 구성하는 비트 스트림 중에서 하나의 비트에 대한 처리과정을 나타낸 것이고, 실제의 연산은 전체 비트에 대하여 순차적으로 이루어진다.The above step shows a process for one bit of the bit stream constituting the binary-converted logo data, and the actual operation is performed sequentially for all the bits.

이와 같이 로고데이터를 구성하는 이진데이터의 비트 스트림 전체에 대하여 행하여 생성되는 디지털 워터마크는 입력영상에 가산되어, 워터마크가 삽입된 입력영상이 완성된다(S150단계). 이렇게 가산된 결과는 도 4 과 같은 형태가 된다. 즉, 도면에서 P 는 입력영상의 원래 데이터를 의미하고, P + PN 은 입력영상에 워터마크가 가산된 결과를, P + 0 은 입력영상에 아무 것도 가산되지 않은 것을 의미한다.In this way, the digital watermark generated by performing the entire bit stream of the binary data constituting the logo data is added to the input image to complete the input image in which the watermark is inserted (step S150). The added result is as shown in FIG. That is, in the drawing, P means original data of the input image, P + PN means that the watermark is added to the input image, and P + 0 means that nothing is added to the input image.

도 5 는 본 발명에 따른 디지털 워터마크 삽입장치의 다른 실시예의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 5 에서의 디지털 워터마크 삽입장치는 도 1 에서의 구성과 비교하여 상관도 계산부(340)와 워터마크 판별부(350)를 더 포함하는 구성을 가진다.5 is a block diagram schematically showing the configuration of another embodiment of a digital watermark embedding apparatus according to the present invention. The digital watermark embedding apparatus of FIG. 5 further includes a correlation calculator 340 and a watermark discriminator 350 as compared with the configuration of FIG. 1.

상기와 같은 구성는 워터마크를 삽입하기 전에 입력영상에 워터마크가 포함되었는가의 여부를 판별하여 워터마크의 중복삽입을 방지하기 위한 것이다. 즉, 의사잡음부호 발생부(320)에서 생성된 고유키에 의하여 생성된 의사잡음부호와 입력영상에 포함된 워터마크간의 상관도를 상관도 계산부(340)를 이용하여 계산한다.The above configuration is to determine whether the watermark is included in the input image before inserting the watermark, thereby preventing duplication of the watermark. That is, the correlation between the pseudonoise code generated by the unique key generated by the pseudonoise code generator 320 and the watermark included in the input image is calculated using the correlation calculator 340.

상관도가 계산되면 피크값과 피크의 위치 등을 고려하여 워터마크 판별부(350)에서는 입력영상(10)에 워터마크가 포함되어있는 가를 판단한다. 워터마크가 포함되어 있는 경우에는 중복삽입의 방지를 위하여 사용자에게 주지시키고 작업을 종료한다. 그러나, 포함되어 있지 않는 경우에는 앞에서 설명한 바와 같이 워터마크를 삽입한다.When the correlation is calculated, the watermark determination unit 350 determines whether the watermark is included in the input image 10 in consideration of the peak value and the position of the peak. If a watermark is included, the user is notified and work is terminated to prevent duplicate insertion. However, if not included, the watermark is inserted as described above.

상기에서와 같이 워터마크가 삽입된 입력신호는 기록매체에 저장된다.As described above, the input signal having the watermark embedded therein is stored in the recording medium.

다음에는, 도 1 에서와 같은 본 발명에 따른 디지털 워터마크 삽입장치에 의하여 워터마크가 삽입된 영상신호로부터 워터마크를 추출하기 위한 방법을 살펴본다. 워터마크의 추출과정은 상기의 삽입과정의 역 과정을 거치게 된다.Next, a method for extracting a watermark from a video signal to which a watermark is inserted by the digital watermark embedding apparatus according to the present invention as shown in FIG. 1 will be described. The watermark extraction process is the reverse of the above insertion process.

워터마크가 삽입된 다양한 포맷(MPEG, AVI, ASF, RM 등)의 영상신호 데이터를 포맷 변환 장치를 통해서 압축을 해제한, 로우(Raw) 형식의 영상신호 데이터로 변환한다(로우데이터: 화면에 디스플레이 되는 형태).Converts video signal data in various formats (MPEG, AVI, ASF, RM, etc.) with embedded watermark into raw video signal data decompressed by a format conversion device (row data: on the screen). Type displayed).

워터마크 생성장치를 통해서 사용자의 키를 입력하여 생성된 워터마크 신호 또는 고유키를 입력하여 생성된 워터마크 신호를 생성하여, 영상신호와 두 신호의 상관도 계산부(미도시)를 이용하여 하기의 수학식 1 을 이용하여 상관도를 계산한다.A watermark signal generated by inputting a user's key or a watermark signal generated by inputting a unique key through a watermark generating apparatus is generated by using a correlation calculator (not shown) of the video signal and the two signals. The correlation is calculated using Equation 1 below.

여기서 Wimg는 워터마크된 영상, 즉 전처리 과정을 거친 신호를 가리키고,Wm은 사용자키와 고유키를 이용하여 형성된 워터마크를 가리킨다. IFFT2 는 2차원 역 고속 푸리에 변환을, FFT2 는 2차원 고속 푸리에 변환을, 그리고 conj는 켤레 복소수를 나타낸다.Here, Wimg refers to a watermarked image, that is, a signal that has undergone preprocessing, and Wm refers to a watermark formed by using a user key and a unique key. IFFT2 represents a two-dimensional inverse fast Fourier transform, FFT2 represents a two-dimensional fast Fourier transform, and conj represents a conjugate complex number.

물론, 이러한 과정 중에서 영상신호에 포함된 워터마크의 성분을 강화시키기 위한 전처리과정을 포함할 수 있으며, 이러한 전처리 과정은 영상신호의 고주파 성분을 살려주는 역할을 하는 것으로 여러 가지 필터의 형태를 사용하여 처리할 수 있다. 예를 들면, 하이 부스트 필터, 라플라시안 필터, 그리고 DoG 필터(Difference of Gaussian filter) 등을 사용한다.Of course, this process may include a preprocessing process for enhancing the components of the watermark included in the video signal, and this preprocessing process serves to save the high frequency components of the video signal by using various types of filters. Can be processed. For example, a high boost filter, a Laplacian filter, and a DoG filter (Difference of Gaussian filter) are used.

상기의 수학식 1 에 의하여 계산된 사용자키 또는 고유키에 의하여 생성된 워터마크 신호와 영상신호와의 상관도의 값이 임계값(T)보다 크면 1 을, 그렇지 않은 경우에는 0 으로 출력하게 된다. 하나의 영상을 소정 크기의 블록으로 분할하여 이루어진 영상에 대하여 상기의 과정을 반복하여 삽입한 로고의 이진데이터(예를 들어, 영상에 워터마크의 삽입시에 ‘01011...01’을 입력하였다고 가정한다)인‘01011...01’를 추출하게 된다.If the value of the correlation between the watermark signal and the video signal generated by the user key or unique key calculated by Equation 1 is greater than the threshold value T, 1 is outputted. Binary data of a logo inserted by repeating the above process for an image obtained by dividing one image into blocks having a predetermined size (for example, '01011 ... 01' was inputted when a watermark was inserted into the image). Suppose you will extract '01011 ... 01'.

추출된 이진데이터의 형태인 워터마크 데이터를 앞에서의 데이터변환의 역과정을 수행하면 원래의 삽입된 형태의 로고를 형성할 수 있다.When the watermark data in the form of the extracted binary data is subjected to the reverse process of data conversion, the logo of the original inserted form can be formed.

상기에서와 같이 본 발명에 의하여 로고 등의 데이터를 이진데이터로 변환하여 입력영상에 삽입하고, 또한 삽입된 로고 형태의 워터마크를 가시적으로 추출할 수 있으므로 추출된 워터마크에 대한 신뢰성이 높다. 또한, 워터마크의 입력시에워터마크 중복체크 기능을 통해서 워터마크의 중복 삽입을 방지하여, 저작권보호를 강화할 수 있다.As described above, the present invention converts data such as a logo into binary data, inserts it into an input image, and also extracts a watermark in the form of an inserted logo. Therefore, the reliability of the extracted watermark is high. In addition, a watermark redundancy check function at the time of inputting the watermark prevents duplication of watermarks and enhances copyright protection.

본 발명은 상기의 실시예를 참조하여 특별히 도시되고 기술되었지만, 이는 예시를 위하여 사용된 것이며 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 첨부된 청구범위에서 정의된 것처럼 발명의 정신 및 범위를 벗어남이 없이 다양한 수정을 할 수 있다.While the invention has been particularly shown and described with reference to the above embodiments, it has been used for the purpose of illustration and those of ordinary skill in the art, having the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. Various modifications can be made without departing.

Claims (20)

삭제delete 워터마크로 표시할 소정 형태를 가지는 입력데이터를 이진데이터로 변환하는 단계;Converting input data having a predetermined form to be displayed as a watermark into binary data; 소정의 키 값에 따라 의사잡음 부호인 난수를 생성하는 단계; 및Generating a random number that is a pseudo noise code according to a predetermined key value; And 상기 이진데이터를 구성하는 비트 스트림의 각각의 값들이 상기 이진데이터를 구성하는 두 종류의 값들 중 어느 하나에 해당하는 경우, 상기 난수를 워터마크로서 상기 입력영상에 가산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입방법.And if each value of the bit stream constituting the binary data corresponds to any one of two kinds of values constituting the binary data, adding the random number as a watermark to the input image. How to insert a digital watermark. 제 2 항에 있어서, 상기 생성될 워터마크의 강도를 조절하기 위하여 상기 난수에 소정의 상수값을 승산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입방법.3. The method of claim 2, further comprising multiplying the random number by a predetermined constant value to adjust the strength of the watermark to be generated. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 입력데이터는 텍스트인 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입방법.4. The method according to claim 2 or 3, wherein the input data is text. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 입력데이터는 그림 형태인 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입방법.4. The method of claim 2 or 3, wherein the input data is in the form of a picture. 제 3 항에 있어서, 상기 난수 생성단계후에The method of claim 3, wherein after the random number generation step 상기 난수와 상기 입력영상과의 상관도를 계산하는 단계; 및Calculating a correlation between the random number and the input image; And 상기 계산된 상관도를 고려하여 상기 입력영상에 포함된 워터마크가 상기 난수로 형성된 워터마크와 일치하는 가의 여부를 판단하는 단계를 더 포함하여, 상기 워터마크가 중복 입력되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입방법.And determining whether the watermark included in the input image matches the watermark formed by the random number in consideration of the calculated correlation. How to insert a digital watermark. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 소정의 키는 워터마크를 삽입하고자 하는 사용자에 의하여 설정된 사용자 키인 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입방법.4. The method according to claim 2 or 3, wherein the predetermined key is a user key set by a user who wants to embed a watermark. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 소정의 키는 사용자에 관계없이 일정하게 제공되는 고유키인 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입방법.4. The method according to claim 2 or 3, wherein the predetermined key is a unique key which is provided constantly regardless of the user. 삭제delete 워터마크로 표시할 소정 형태를 가지는 입력데이터를 이진데이터로 변환하기 위한 수단;Means for converting input data having a predetermined form to be displayed as a watermark into binary data; 소정의 키 값에 따라 의사잡음 부호인 난수를 생성하기 위한 의사잡음 부호 발생수단;Pseudonoise code generation means for generating a random number that is a pseudonoise code according to a predetermined key value; 상기 이진데이터를 구성하는 비트 스트림의 각각의 값들이 상기 이진데이터를 구성하는 두 종류의 값들 중 어느 하나에 해당하는 경우, 상기 난수와 상기 소정의 상수를 승산하는 승산수단; 및Multiplication means for multiplying the random number and the predetermined constant when respective values of the bit stream constituting the binary data correspond to any one of two kinds of values constituting the binary data; And 상기 승산되어 형성되는 워터마크와 입력 영상을 가산하기 위한 가산수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입장치.And an adding means for adding the multiplied watermark and the input image. 제 10 항에 있어서, 상기 승산수단은 생성될 워터마크의 강도를 조절하는 상기 소정의 상수를 변화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입장치.11. The apparatus of claim 10, wherein said multiplication means is capable of changing said predetermined constant for adjusting the intensity of a watermark to be generated. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 입력데이터는 텍스트인 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입장치.12. The apparatus of claim 10 or 11, wherein the input data is text. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 입력데이터는 그림 형태인 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 삽입장치.12. The apparatus of claim 10 or 11, wherein the input data is in the form of a picture. 영상신호에 삽입된 디지털 워터마크를 추출하는 방법에 있어서,A method of extracting a digital watermark embedded in a video signal, a) 소정의 키 값에 따라 의사잡음 부호인 난수를 이용하여 디지털 워터마크를 생성하는 단계;a) generating a digital watermark using a random number which is a pseudonoise code according to a predetermined key value; b) 상기 영상신호에 삽입된 디지털 워터마크와 상기 생성된 디지털 워터마크와의 상관도를 계산하는 단계;b) calculating a correlation between the digital watermark embedded in the video signal and the generated digital watermark; c) 상기 상관도의 값에 따라 소정 값을 가지는 이진데이터를 형성하는 단계; 및c) forming binary data having a predetermined value according to the correlation value; And d) 상기 b) 단계와 c) 단계를 전체 영상신호에 수행하여 형성되는 이진데이터의 비트 스트림을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 추출방법.and d) forming a bit stream of binary data formed by performing steps b) and c) on the entire video signal. 제 14 항에 있어서, e) 상기 이진데이터의 비트 스트림으로 영상신호에 포함된 원래의 형상을 복원하는 단계를 더 포함하는 것을 디지털 워터마크의 추출방법.15. The method of claim 14, further comprising e) restoring an original shape included in a video signal to the bit stream of the binary data. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 c) 단계는 상기 상관도의 값이 임계값보다 큰 경우에는 상기 이진데이터에‘1’을, 임계값보다 작은 경우에는 이진데이터에‘0’을 할당하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 추출방법.16. The method of claim 14 or 15, wherein the step c) assigns '1' to the binary data when the value of the correlation is greater than a threshold value and '0' to the binary data when the correlation value is smaller than a threshold value. Digital watermark extraction method characterized in that. 제 16 항에 있어서, 상기 b) 단계의 수행전에 상기 영상신호에 삽입된 디지털 워터마크의 성분을 강화하기 위한 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 추출방법.17. The method of claim 16, further comprising reinforcing a component of a digital watermark embedded in the video signal before performing step b). 영상신호에 삽입된 디지털 워터마크를 추출하는 장치에 있어서,An apparatus for extracting a digital watermark embedded in a video signal, 소정의 키 값에 따라 의사잡음 부호인 난수를 이용하여 디지털 워터마크를 생성하기 디지털 워터마크 생성수단;Digital watermark generating means for generating a digital watermark using a random number which is a pseudo noise code according to a predetermined key value; 상기 영상신호에 삽입된 디지털 워터마크와 상기 생성된 디지털 워터마크와의 상관도를 계산하기 위한 상관도 계산수단;Correlation coefficient calculating means for calculating a degree of correlation between the digital watermark embedded in the video signal and the generated digital watermark; 상기 상관수단에 의한 상관도의 값에 따라 소정 값을 가지는 이진데이터를 생성하고, 이를 전체 영상신호에 대하여 수행하여 이진데이터의 비트 스트림을 형성하기 위한 워터마크 추출수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 추출장치.And watermark extracting means for generating binary data having a predetermined value according to the correlation value by the correlation means, and performing this on the entire video signal to form a bit stream of binary data. Watermark extraction device. 제 18 항에 있어서, 상기 워터마크 추출수단은 상기 상관도의 값이 임계값보다 큰 경우에는 상기 이진데이터에‘1’을, 임계값보다 작은 경우에는 이진데이터에‘0’을 할당하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 추출장치.19. The apparatus of claim 18, wherein the watermark extracting means assigns '1' to the binary data when the value of the correlation is greater than a threshold value and '0' to the binary data when the correlation value is smaller than a threshold value. Digital watermark extraction apparatus. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서, 상기 워터마크 추출수단에 의하여 추출된 이진데이터의 비트 스트림을 원래의 형상으로 복원하기 위한 복원수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 워터마크의 추출장치.20. The apparatus of claim 18 or 19, further comprising reconstruction means for reconstructing a bit stream of binary data extracted by said watermark extraction means to an original shape.
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