디지털 홀로그램을 위한 Fresnel 변환 기반의 디지털 워터마킹 알고리즘

최현준,서영호,김동욱,Choi, Hyun-Jun,Seo, Young-Ho,Kim, Dong-Wook 한국정보통신학회 2012 한국정보통신학회논문지 Vol.16 No.5

This paper propose a digital watermarking algorithm for a digital hologram which is the most valuable image content. It is highly necessary to protect the ownership of a digital hologram. This paper introduces a watermarking scheme, a method to protect the ownership of digital holograms using the Fresnel transform domain data as the ones to be watermarked. Experiment results indicated that the proposed scheme was very imperceptible in the digital hologram and in the reconstructed holographic image. Also, they showed quite strong resistance to most of the attacks. we expect that the conclusions of this paper can be the basis for further research on the digital watermarking for digital holograms. 본 논문에서는 생성 및 획득하는데 상당히 많은 자원이 소요되는 고부가가치 영상 콘텐츠인 디지털 홀로그램을 위한 디지털 워터마킹 알고리즘을 제안한다. 제안한 워터마킹 알고리즘은 디지털 홀로그램의 Fresnel 변환 영역에서 워터마크를 삽입하여 저작권을 보호하는 기법이다. 실험결과 제안한 워터마킹 알고리즘은 디지털 홀로그램과 홀로그래픽 복원영상 모두에서 악의적인 공격들에 대해 상당히 높은 비가시성을 보였다. 또한, 대부분의 공격들에 대해 매우 강한 내성(강인성)을 보였다. 따라서 본 논문에서 제안한 디지털 워터마킹 알고리즘은 디지털 홀로그램의 워터마킹 연구에 좋은 기초자료가 될 것으로 기대된다.

고성능 디스플레이 변환기의 FPGA 설계

최현준,서영호,김동욱,Choi, Hyun-Jun,Seo, Young-Ho,Kim, Dong-Wook 한국정보통신학회 2010 한국정보통신학회논문지 Vol.14 No.8

본 논문에서는 4개의 기능 블록들로 구성된 디스플레이 변환기의 구조를 제안하였다. 디스플레이 변환기의 4개의 기능 블록들은 각각 color space converter, de-interlacer, video display scaler, gamma corrector 등이다. 제안한 구조들은 실제 하드웨어로 구현한 후 정확한 동작을 검증하였다. 구현된 디스플레이 변환기는 Altera 사의 Stratix 디바이스에서 7,629개의 LUT, 6,800개의 Logic Register를 사용하였고, 최대 270 MHz에서 동작이 가능하였다. In this paper, we propose the hardware architecture of a display converter which is consisted of four functional blocks. The four functional blocks consists of a set of color space converter, de-interacer, video display scaler, and gamma corrector. After the proposed architecture was implemented into hardware, we verified that it operated exactly. The designed hardware has 7,629 LUT and 6,800 Logic Register in Stratix device of Altera and operates in 270 MHz clock frequency.

3D 공간정보 암호화 기법과 홀로그래픽 복원영상의 암호화 효율 분석

최현준,서영호,Choi, Hyun-Jun,Seo, Young-Ho 한국정보통신학회 2017 한국정보통신학회논문지 Vol.21 No.9

본 논문에서는 디지털 홀로그래픽 서비스를 위한 3D 공간정보 (깊이정보) 보안기술을 제안한다. 영상 콘텐츠 암호화는 영상의 전체 혹은 일부분을 조작하여 허용된 사용자에게만 정보를 제공하는 기술이다. 제안하는 암호화 기술은 깊이정보에서 객체의 윤곽선을 추출한 후 이를 기반으로 쿼드트리 분할을 수행한다. 분할된 블록 중 최상위 블록을 암호화 한다. 암호화 효과는 화질측정 방법을 이용한 정량적인 평가와 시각적인 평가를 병행하였다. 실험결과 전체 데이터 중에서 0.43%의 데이터만을 암호화하여 깊이정보의 시각적인 정보를 은닉할 수 있었다. 또한, 암호화되는 데이터 량과 시각적인 특성분석을 통해 깊이정보의 윤곽선 추출시 사용하는 임계치 값과 암호화 효율 상의 상관관계를 분석하였다. This paper propose a 3D point clouds (depth) security technique for digital holographic display service. Image contents encryption is a method to provide only authorized right owners with the original image information by encrypting the entire image or a part of the image. The proposed method detected an edge from a depth and performed quad tree decomposition, and then performed encryption. And encrypts the most significant block among the divided blocks. The encryption effect was evaluated numerically and visually. The experimental results showed that encrypting only 0.43% of the entire data was enough to hide the constants of the original depth. By analyzing the encryption amount and the visual characteristics, we verified a relationship between the threshold for detecting an edge-map. As the threshold for detecting an edge increased, the encryption ratio decreased with respect to the encryption amount.

웨이블릿 영역에서의 상위 부대역 탐색정보를 이용한 EBCOT의 연산량 감소 방법

최현준,백영민,서영호,김동욱,Choi, Hyun-Jun,Paik, Yaeung-Min,Seo, Young-Ho,Kim, Dong-Wook 한국정보통신학회 2009 한국정보통신학회논문지 Vol.13 No.8

본 논문에서는 JPEG2000의 연산 시간을 줄일 수 있는 방법을 제안한다. 제안한 방법은 웨이블릿 변환의 특성인 상관관계를 기반으로 상위 부대역에서 예측한 계수들의 정보를 이용하여 하위 부대역의 탐색 횟수를 줄인다. 이 방법은 컨텍스트 추출을 위한 연산량과 출력 데이터양이 줄어드나 화질의 열화가 심해지는 연산량과 화질 또는 데이터량간의 상보적 관계가 성립된다. 실험결과 제안한 알고리즘을 적용하였을 경우 표준에 비해 탐색 횟수가 35% 이상 감소함을 보여 수용할 만한 화질의 열화를 대가로 상당한 연산량 감소를 얻을 수 있을 것으로 판단된다. This Paper Propose a method to reduce the calculation time in JPEG2000. That is, if a coefficient is estimate a upper-level subband and its descendents skip the scan process. There is a trade-off relationship between the calculation time and the image quality or the amount of output data, the calculation time and the amount of output data decreases, but the image degradation increases. The experimental results showed that in calculation time was 35% in average, which means that ls ge ses. The ein calculation time and output data can be obtls ed with a cost of an acceptlble image quality degradation.

디지털 홀로그램을 위한 부분 암호화 기법

최현준,서영호,김동욱,Choi, Hyun-Jun,Seo, Young-Ho,Kim, Dong-Wook 한국통신학회 2007 韓國通信學會論文誌 Vol.32 No.1C

본 논문에서는 홀로그램 영역과 주파수 영역(DCT-영역, DWT-영역)에서 프린지 패턴을 분석하고, 이를 기반으로 가장 효율적인 디지털 홀로그램(프린지 패턴) 암호화 기법들을 제안하였다. 제안한 기법으로 홀로그램 영역과 주파수 영역에서 프린지 패턴 전체 데이터량의 25%, 1.5625%, 그리고 0.0244% 만큼을 각각 암호화하여 복원 영상을 효율적으로 은닉하였다. 결과적으로 주파수 영역에서의 암호화 기법 중에서 2차원 영상의 에너지를 한곳으로 집중시키는 DCT-영역에서의 암호화 기법이 가장 효율적임을 확인하였다. 본 논문에서 제안한 프린지 패턴의 부분 암호화 기법과 분석결과는 추후 이 분야를 연구하는 연구팀들에게 좋은 지표가 될 것으로 생각된다. The purpose of this paper is to find an efficient encryption scheme for digital holograms (fringe patterns) with low encryption cost. Therefore, we introduced several encryption attempts in both hologram-domain and frequency-domain (both DCT-domain and DWT-domain) on the bases of the results from analyzing the properties of the coefficients in each domain. To effectively hide the image information, 25%, 1.5625%, and 0.0244% of the original fringe pattern need to be encrypted for hologram-domain scheme, DWT-domain scheme, and DCT-domain scheme, respectively. Consequently the DCT-domain scheme was the most efficient and it is caused by the fact that the ability for DCT to concentrate the energy of a given 2-dimensional image into a small area is the best. The encryption schemes and the analyses in this paper are expected to be used effectively on the researches on encryption and others for digital holograms.

깊이정보의 변환 및 합성 기법을 이용한 디지털 홀로그래픽 콘텐츠 저작

최현준,서영호,김동욱,Choi, Hyun-Jun,Seo, Young-Ho,Kim, Dong-Wook 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.4

최근 완전한 3차원 입체시를 구현하는 홀로그램에 대한 연구가 활발해지고 있으나, 홀로그램은 생성 비용이 많이 들어 콘텐츠의 확보가 어려운 단점을 갖고 있다. 이에 본 논문에서는 생성된 디지털 홀로그램 콘텐츠를 저작하여 새로운 디지털 홀로그램 콘텐츠를 확보하는 방법을 제시한다. 이 방법은 깊이정보를 조작하거나 합성하여 새로운 디지털 홀로그램 콘텐츠를 저작하는 방법이다. 제안한 방법을 검증하기 위해 여러 종류의 깊이정보를 조작하여 위치와 거리를 변경하고, 이를 컴퓨터-생성 홀로그램으로 만든 후 복원한 결과 조작한 위치와 거리에 정확히 물체상이 복원되는 것을 확인하였다. Recently, research on hologram, which can realize perfect 3-dimensional imaging, becomes more active. But hologram has the defect that it costs a lot in generation. Thus, this paper proposes a method to generate a new digital hologram contents by manipulating the existing digital hologram contents. That is, this paper proposes the method to manipulating the digital hologram contents by manipulating and/or synthesizing the depth information to get a new digital hologram contents. The proposed methods have been experimented with various depth informations and digital hologram contents. For each kind of depth information, it has been manipulated for its position and distance. The result was converted to a digital hologram by the computer-generated hologram method and the resulting hologram was reconstructed.

다중 마스터를 위한 고성능의 범용 메모리 제어기의 구조

최현준,서영호,김동욱,Choi, Hyun-Jun,Seo, Young-Ho,Kim, Dong-Wook 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.1

본 논문은 비디오 처리를 위한 SoC 내에서 다수 개의 프로세싱 블록(마스터)들을 처리할 수 있는 고성능의 메모리 제어기를 설계하였다. 메모리 제어기는 마스터 중재기에 의해 중재되며 이것은 메모리 접근을 요구하는 마스터들의 요구 신호를 받아 데이터를 전송하는 역할을 해주게 된다. 구현된 메모리 제어기는 마스터 선택기, 마스터 중 재기, 메모리 신호 생성기, 명령어 디코더, 데이터 버스, 그리고 메모리 신호 생성기로 구성된다. 제안한 메모리 제어기는 VHDL을 이용하여 설계하였고, 삼성의 메모리 모델을 이용하여 동작을 검증하였다. FPGA 합성 및 검증을 위해서는 ATERA사의 Quartus II를 이용하였고, 구현된 하드웨어는 Cyclone II 칩을 사용하였다. 시뮬레이션을 위해서는 Cadence사의 ModelSim을 이용하였고, FPGA 환경에서 174.28MHz의 주파수로 동작하여, SDRAM의 규격을 모두 만족할 수 있었다. In this paper, we implemented a high-performence memory controller which can accommodate processing blocks(multiple masters) in SoC for video signal processing. The memory controller is arbitrated by the internal arbiter which receives request signals from masters and sends grant and data signals to masters. The designed memory controller consists of Master Selector, Mster Arbiter, Memory Signal Generator, Command Decoder, and memory Signal Generator. It was designed using VHDL, and verified using the memory model of SAMSING Inc. For FPGA synthesis and verification, Quartus II of ATERA Inc. was used. The target device is Cyclone II. For simulation, ModelSim of Cadence Inc was used. Since the designed H/W can be stably operated in 174.28MHz, it satisfies the specification of SDRAM technology.

블록암호화 알고리듬 KASUMI의 하드웨어 설계 및 응용

최현준,서영호,문성식,김동욱,Choi, Hyun-Jun,Seo, Young-Ho,Moon, Sung-Sik,Kim, Dong-Wook 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.1

In this paper, we are implemented the kasumi cipher algorithm by hardware. In this work, kasumi was designed technology-independently for application such as ASIC or core-based design. The hardware is implemented to be able to calculate both confidentiality and integrity algorithm, and a pipelined KASUMI hardware is used for a core operator to achieve high operation frequency. The proposed block cipher was mapped into EPXA10F1020C1 from Altera and used 22% of Logic Element (LE) and 10% of memory element. The result from implementing in hardware (FPGA) could operate stably in 36.35MHz. Accordingly, the implemented hardware are expected to be effectively used as a good solution for the end-to-end security which is considered as one of the important problems. 본 논문에서는 KASUMI 암호화 알고리즘을 하드웨어로 구현하였다. 이는 ASIC이나 코어-기반 설계와 같은 여러 응용분야에 적합하도록 범용적으로 구현하였다. 또한 기밀성 알고리즘과 무결성 알고리즘을 모두 수행할 수 있도록 설계하였으며, 파이프라인 구조를 사용하여 높은 동작 주파수에서도 구동될 수 있도록 하였다. 본 논문에서 설계한 하드웨어를 Altera사의 EPXA10F1020C1을 타겟으로 구현한 결과 최대 동작 주파수 36.35MHz에서 안정적으로 동작함을 확인하였다. 따라서 구현된 하드웨어는 현재 중요한 문제로 대두되고 있는 종단간(end-to-end) 보안에 대한 좋은 해결책으로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

디지털 홀로그래피 간섭패턴을 위한 웨이블릿 기반의 전자적인 워터마킹 알고리듬

최현준,서영호,위성민,유지상,김동욱,Choi, Hyun-Jun,Seo, Young-Ho,Wi, Sung-Min,Yoo, Ji-Sang,Kim, Dong-Wook 한국정보통신학회 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.10

디지털 홀로그래피 간섭패턴은 상당히 많은 자원들(고가의 광학장비 혹은 복잡한 컴퓨터 연산)을 소모함으로써 얻을 수 있는 디지털 콘텐츠이다. 본 논문에서는 이런 고가의 콘텐츠인 디지털 홀로그래피 간섭 패턴의 소유권을 보호하기 위해 홀로그램 영역과 주파수영역에서의 디지털 워터마킹 기법들을 제안하였다. 홀로그램영역에서 워터마킹 기법은 주파수영역에서 제안한 2차원 이산 웨이블릿 변환(2-dimensional discrete wavelet transform, 2DDWT)을 기반으로 하는 기법과의 비교를 위한 것이다. 제안한 두 가지 기법 모두 데이터의 압축 및 전송과정에서 생길 수 있는 공격들에 대해 비교적 강인한 특성을 보였다. 특히, 2DDWT 기반의 워터마킹 기법은 공격 후 추출한 워터마크가 3%이하의 낮은 에러율을 보였다. 이는 기존의 광학기반의 워터마킹 알고리즘들에 비해 매우 향상된 결과이다. Digital holography interference pattern generated by a computer calculation (CGH) is one of the most expensive contents and its usage is being expanded. Thus, it is highly necessary to protect the ownership of digital hologram. In this paper a hologram-domain and a frequency-domain electronic watermarking schemes were proposed. The hologram-domain scheme was only to compare the results to the ones from frequency-domain scheme and the frequence-domain scheme used 2-dimensional against the attaks. Especially the MDWT-domain scheme was very high robustness such that th error ratio at the worst case was only 3%. Thus, we expect that it is used as a good watermarking scheme of digital hologram with high performance.

깊이정보 콘텐츠 보안을 위한 이산 웨이블릿 변환 영역에서의 암호화 기술

최현준,Choi, Hyun-Jun 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.5

디지털 영상 콘텐츠의 사용이 급증함에 따라 유료 및 비밀유지를 필요로 하는 영상 데이터에 대한 보안문제가 크게 대두되고 있다. 본 논문에서는 깊이정보 영상 콘텐츠를 숨기기 위한 암호화 방식을 제안한다. 이 방식은 웨이블릿 영역에서 주파수 계수들을 대상으로 수행이 된다. 이 방식은 웨이블릿 변환의 레벨과 임계치를 선택함으로써 다양한 강도로 암호화가 가능하다. 실험결과 전체 데이터 중에서 0.048%의 데이터만을 암호화하더라도 원본 깊이 정보 영상의 정보를 확인할 수 없었다. 본 논문에서 제안한 암호화 알고리즘은 암호화 혹은 영상처리 분야의 연구자들에게 하나의 지표가 될 것으로 생각된다. As the usage of digital image contents increase, a security problem for the payed image data or the ones requiring confidentiality is raised. This paper propose a depth-map image contents encryption methodology to hide the depth information. This method is performed on the frequency coefficients in the Wavelet domain. This method, by selecting the level and threshold value for the wavelet transform, encryption at various strengths are possible. The experimental results showed that encrypting only 0.048% of the entire data was enough to hide the constants of the depth-map. The encryption algorithm expected to be used effectively on the researches on encryption and others for image processing.