ElGarnal함수를 사용하는 디지털 이미지 워터마킹 기법

이진호,김태윤,Lee, Jean-Ho,Kim, Tai-Yun 한국정보처리학회 2002 정보처리학회논문지 C : 정보통신,정보보안 Vol.9 No.1

디지털 이미지 워터마킹(digital image watermarking)은 이미지 소유자의 정보를 디지털 이미지 속에 삽입시켜 이미지 소유자의 저작권을 보호하는 것을 목적으로 하는 기법이다. 저작권 보호를 위한 디지털 이미지 워터마킹 기법은 기존의 스테가노그라피(steganography)보다 워터마킹 공격에 대한 견고성과 육안적 비구별성을 동시에 추구해야 하고, 워터마킹 알고리즘의 은닉성 대신 키의 은닉성이 보장되어야 하며, 암호학과 마찬가지로 키의 사용으로 허가받지 않은 사용자의 워터마크 검출을 방지할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 암호학 함수인 ElGamal함수를 사용하는 워터마킹 기법을 제안한다. 일방향 해쉬 함수를 구현하기 위해 ElGamal일방향 함수와 모듈라 연산을 사용한다. 제안하는 워터마킹 기법은 LSB(least significant bit)공격과 감마 보정 공격에 대해 견고하며 육안적 비구별성(perceptual invisibility)이 높다. 제안하는 워터마킹 기법의 실제 구현 및 실험을 통한 실험 결과를 분석하여 견고성과 육안적 비구별성의 특징을 확인한다 향후 과제로, 키생성을 위한 의사난수성과 비대칭키의 생성을 동시에 달성시키는 알고리즘 연구가 요구된다. Digital image watermarking is a technique for the purpose of protecting the ownership of the image by embedding proprietary watermarks in a digital image. It is required for the digital image watermarking scheme to pursue the robustness against water marking attacks and the perceptual Invisibility more than usual in steganography area, to guarantee not a hidden watermarking algorithm but the publicity of water-marking algorithm details and hidden use of key, which can protect the unauthorized user access from detection. In this paper we propose a new copyright watermarking scheme, which is barred on one-way hash functions using ElGamal functions and modular operations. ElGamal functions are widely used in cryptographic systems. Our watermarking scheme is robust against LSB(least significant bit) attacks and gamma correction attack, and also perceptually invisible. We demonstrate the characteristics of our proposed watermarking scheme through experiments. It is necessary to proceed as the future work the algorithm of achieving at the same time both the pseudo-randomness for the steno-key generation and the asymmetric-key generation.

기하학적인 변형에 강건한 워터마킹 기법과 디지털 영상의 인증

이나영,김원,김계영,최형일,Lee, Na-Young,Kim, Won,Kim, Gye-Young,Choi, Hyung-Il 한국정보처리학회 2003 정보처리학회논문지B Vol.10 No.4

디지털 영상의 저작권 보호를 위한 기존의 워터마킹 기법들은 기하학적인 왜곡에 약하며 인위적으로 변형되었는지 여부를 검출하기 어렵다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 기하학적인 왜곡에 강건한 워터마킹 기법과 디지털 영상의 무결성을 검사하는 인증 기법을 제안한다. 워터마킹 기법에서는 원 영상을 콤플렉스 웨이블릿 변환하여 위상 성분에 워터마크를 삽입하며 워터마크가 삽입된 영상으로부터 점진적으로 워터마크를 추출한다. 추출된 워터마크와 원 워터마크의 상관관계를 비교하여 임계값보다 크면 해당 워터마크의 소유자는 영상에 대한 저작권을 주장할 수 있다. 디지털 영상의 인증 기법에서는 EZW(Embedded Zerotree Wavelet)을 이용하여 워터마크가 삽입된 영상의 인증코드를 생성한다. 생성된 인증 코드와 배포된 영상의 인증 코드를 비교하여 임계값보다 크면 인위적인 조작이 없다고 간주한다. 성능평가를 통하여 본 논문에서 제안한 저작권 보호 방법이 기하학적인 왜곡에 강건하였으며 워터마크된 영상이 인위적으로 변형되었는지 여부를 알 수 있었다. The existing watermarking techniques for copyright protection of a digital image are fragile in geometric distortion and it is hard to detect whether it was manipulated artificially. In this paper, we proposed the new copyright protection system that can authorize a digital mage and :an embed or extract a robust watermark in a artificial manipulation in order to solve these problems. In a watermarking part, the proposed a watermarking technique embeds a watermark in a phase component after a Complex Wavelet Transform (CWT) with an original image, and a watermark is extracted from an watermarked image by stages. A copyright about an image can be insisted on than a threshold after comparing a correlation of an original watermark with an extracted watermark if large. In an authentication part of a digital image, EZW (Embedded Zerotree Wavelet) is used, and an authentication cord of an watermarked image is generated. An authentication code of an image to have been distribute to is compared with a generated authentication cord, and artificial operation isn´t than a threshold if large. The proposed copyright protection system through performance evaluation display that it was robust in geometric distortion and a artificial operation was able to be detected.

디지털 동영상 어플리케이션의 향상된 보안성을 위한 비시각적인 워터마킹

서정희(Jung-Hee Seo),박흥복(Hung-Bog Park) 한국컴퓨터정보학회 2011 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.16 No.10

디지털 비디오 워터마킹의 성능은 디지털 비디오에서 많은 정보를 은닉하는 방법에 대한 평가이다. 그러므로 디지털 컨텐츠에 대한 주파수 영역의 고화질의 동영상에 많은 비트의 데이터를 저장하는 방법이 요구되고 있다. 따라서 본 논문은 워터마크 요소 중 강인성과 비시각성 사이의 절충을 통해서 동영상의 프레임에 대해 휘도 성분을 추출한 후 웨이블릿 변환을 수행하여 LH와 HL 부대역에 워터마크를 내장하고 비시각적인 워터마크 기반의 강인한 워터마크를 통해 향상된 워터마크의 보안성을 위한 워터마크 시스템을 설계한다. 워터마크의 보안성에 대한 성능의 분석은 통계적인 방법을 사용하여 비시각적인 워터마킹에서의 다양한 공격에 대한 강인성을 평가한다. 실험 결과에 따르면 노이즈 추가, 손실 압축, Low-Pass 필터링과 같은 일반적인 신호 처리를 수행하여 워터마크 강인성과 비시 각성을 평가하였고, 다양한 공격에 대한 워터마크의 보안성을 검증할 수 있었다. Performance of digital video watermarking is an assessment that hides a lot of information in digital videos. Therefore, it is required to find a way that enables to store lots of bits of data into a high quality video of the frequency area of digital contents. Hence, this paper designs a watermarking system improving security with an enhancing watermarking based on invisible watermarking and embedding an watermarking on LH and HL subband and its subband by transforming wavelet after the extraction of luminance component from the frames of video by compromising robustness and invisible of watermarking elements. The performance analysis of security of watermarking is carried out with a statistic method, and makes an assessment of robustness against variety of attacks to invisible watermarking. We can verify the security of watermarking against variety of attacks by testing robustness and invisible through carrying out general signal processing like noise addition, lossy compression, and Low-Pass filtering.

Robust Audio Watermarking in Frequency Domain for Copyright Protection

프라납 쿠마르 다르(Pranab Kumar Dhar),김종면(Jong-Myon Kim) 한국컴퓨터정보학회 2010 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.15 No.2

디지털 워터마킹은 불법 복제로부터 디지털 콘텐츠를 보호하기 위해 광범위하게 주목을 받아왔다. 본 논문은 디지털 오디오의 저작권 보호를 위해 주파수 영역에서의 새로운 워터마킹 구조를 제안한다. 제안하는 워터마킹 시스템에서는 디지털 오디오가 중첩되지 않는 프레임들로 분리된다. 분리된 각 프레임의 크기 대역에서 선택된 최고치에 워터마크가 삽입된다. 모의실험 결과, 제안하는 방법은 노이즈 추가, 잘라내기, 재배열, 양자화, MP3 압축, 저역통과 필터 등과 같은 공격에서 강인성을 보인다. 제안한 방법의 이러한 결과는 잘 알려진 Cox방법과 비교하여 유사한 강인성을 보이지만, SNR 측면에서는 Cox방법보다 우수한 성능을 보였다. 제안한 방법은 20dB에서 28dB의 SNR을 보인반면, Cox방법은 단지 14dB에서 23dB의 성능을 보였다. Digital watermarking has drawn extensive attention for protecting digital contents from unauthorized copying. This paper proposes a new watermarking scheme in frequency domain for copyright protection of digital audio. In our proposed watermarking system, the original audio is segmented into non-overlapping frames. Watermarks are then embedded into the selected prominent peaks in the magnitude spectrum of each frame. Watermarks are extracted by performing the inverse operation of watermark embedding process. Simulation results indicate that the proposed scheme is robust against various kinds of attacks such as noise addition, cropping, resampling, re-quantization, MP3 compression, and low pass filtering. Our proposed watermarking system outperforms Cox's method in terms of imperceptibility, while keeping comparable robustness with the Cox's method. Our proposed system achieves SNR (signal-to-noise ratio) values ranging from 20 dB to 28 dB. This is in contrast to Cox's method which achieves SNR values ranging from only 14 dB to 23 dB.

전자책 저작권 관리를 위한 크기 변환에 강인한 워터마킹 시스템

배종욱(Jong-Wook Bae),정성환(Sung-Hwan Jung) 한국정보과학회 2013 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.19 No.6

본 논문에서 전자책 저작권 관리 시스템에 적용할 디지털 워터마킹 방법을 제안한다. 전자책 콘텐츠 제작 과정에서 발생되는 일반적인 영상 왜곡의 형태에는 크기 변환과 JPEG 압축 등이 있다. 본 연구에서는 이러한 왜곡에 강인한 워터마킹 방법으로서 웨이브릿 변환과 특정 크기로의 정규화, 그리고 CCS(Coefficients Comparative Sum) 계산을 통한 반복 삽입 방법을 적용하여 워터마킹 알고리즘을 구현한다. 표준 디지털 영상에 헤더와 CRC를 포함한 시퀀스 형태로 워터마크 정보를 삽입할 수 있다. 그리고 워터마크 삽입 후, 평균 약 42.97 dB의 PSNR을 나타내었다. 또한 제안한 방법은 60%로 영상을 축소하거나 JPEG 50%로 압축하여도 워터마크를 정상적으로 추출할 수 있었다. In this paper, we propose a digital watermarking method for E-book copyright management system. The types of common image distortion caused by E-book contents manufacturing process are scale transform, JPEG compression, etc. In this research, as a robust watermarking method to the distortion, we implement a watermarking algorithm by applying wavelet transform, scale normalization, and iteration embedding using CCS (Coefficients Comparative Sum). We can embed watermark information into standard digital images as the sequence form including the header and CRC. And after the insertion of a watermark, it showed average about 42.97 dB in PSNR. The proposed scheme could also extract the watermark in case of 60% scaling image and 50% JPEG compression.

움직임 벡터 정보를 이용한 SPIHT 부호화 기반의 디지털 비디오 워터마킹

권성근(Seong-Geun Kwon),황의창(Eui-Chang Hwang),이미희(Mi-Hee Lee),정태일(Tai-il Jeong),권기룡(Ki-Ryong Kwon) 한국멀티미디어학회 2007 멀티미디어학회논문지 Vol.10 No.11

비디오 워터마킹은 일반적으로 네 가지의 타입으로 분류되어진다. 첫 번째로는 원 비디오 신호에 워터마크를 삽입한 후 부호화하는 것으로 대부분의 비디오 워터마킹 기법이 이에 속한다. 두 번째로는 블록 DCT, 양자화 등의 부호화 과정에 워터마크를 삽입하는 것이고, 세 번째로는 부호화된 비트스트림에 워터마크를 삽입하는 것으로 이를 라벨링 (labeling)이라고도 한다. 마지막으로 네 번째로는 움직임 벡터에 워터마크를 삽입하는 것으로, 이는 높은 복잡도가 요구되며 블록화 현상과 같은 화질 열화가 발생된다. 본 논문에서는 움직임 벡터 추정을 이용한 I 프레임 상에서 SPIHT 기반의 비디오 부호화에 워터마크를 삽입하는 방법을 제안한다. 이는 블록 DCT 기반의 부호화기에 발생되는 블록화 현상을 제거하고, 점진적 전송 특성을 가진다. 제안한 방법에서는 Ⅰ 프레임 상에서 이전 P 또는 B 예측 프레임으로부터 움직임 벡터를 추정한 후에 이를 기반으로 워터마크 삽입 영역을 선택한다. 그리고 DWT를 수행하여 워터마크 삽입 영역 상에서 움직임 벡터의 방향과 동일한 부대역 상의 웨이브릿 계수를 HVS에 기반하여 워터마크를 삽입한다. 마지막으로 SPIHT 부호화기에 의하여 워터마크가 삽입된 비디오 비트스트림을 생성한다. 실험 결과로부터 제안한 방법이 객관적 및 주관적인 화질 측면에서 우수한 비가시성을 확인하였고, 다양한 압축률 및 MPEG 재부호화 등에 대하여 우수한 강인성을 확인하였다. Video watermarking technologies are classified into types of four kinds. The first type is to embed the watermark into a raw video signal and to code the watermarked video signal. Most of video watermarking technologies fall into the category of this type. The second type is to apply watermarking to the coding process, such as block DCT and quantization. The third is to directly embed the watermark into the compressed bitstream itself. Generally, it is referred as labelling rather than watermarking. Finally, the fourth is to embed the watermark into MPEG motion vector. This type has the difficulty in real-time process because of the high complexity and has the blocking effects because of DCT-based on coder. In this paper, we proposed the digital video watermarking that embed the watermark in SPIHT video code for I-frame using motion vector analysis. This method can remove the blocking effect occurred at the DCT-based on coder and obtain video data that has progressive transmission property. The proposed method is to select the region for the watermark embedding in I frame using motion vector estimated from the previous P or B frame. And then, it is to perform DWT and embed the watermark based on HVS into the wavelet coefficients in the same subband of DWT as the motion vector direction Finally, the watermarked video bitstream is obtained by the SPIHT coder. The experimental results verified that the proposed method has the invisibility from the objective and subjective image quality and the robustness against tile various SPIHT compression and MPEG re-code.

저작권 보호를 위한 워터마크 기술

이산주,정성환 창원대학교 정보통신연구소 2001 精報通信論文集 Vol.5 No.-

Digital watermarking, a concept of embedding a speclal pattern, uses an algorithm of inserting a watermark to protect the copyright of media. It has recently become Important in various application areas. A variety of watermark techniques have been proposed by many authors In the last several years. However, there are not enough analysis and comparison on the previous researches. In this paper, for the understanding of the previous works and the help for the future related research, we try to analyze and classify the conventional watermark techniques from the various points of view which are the class of inserted media category, the perceptlvity, the robustness, the inserting watermark type the processing domain, the necessity of an original media.

웨이브릿 변환 이용 디지털 영상 데이터 워터마킹

안성수,이준 동신대학교 2004 論文集 Vol.14 No.-

정보통신의 비약적인 발전에 힘입어 멀티미디어 데이터는 언제 어디서든 전송 받거나 공유할 수 있게 되었다. 아날로그 형태에서 디지털의 아날로그를 형태로 빠르게 대체되고 있으며, 디지털로 신호를 표현하는 방법은 기존 사용하여 표현하는 방법에 비해 많은 장점을 가지고 있다. 하지만 디지털로 된 데이터는 언제 어디서든 대단위 복제가 가능하다. 즉, 저작권 침해, 불법 복제 및 배포, 손쉽게 위조할 수 있다는 점이 그것이다. 디지털 영상 정보의 보호를 위해 디지털 영상의 불법적인 내용 조작을 막고, 영상의 소유권을 보장할 수 있는 방법으로 디지털 워터마크(Digital Watermark)가 있다. 디지털 워터마크는 공개키 알고리즘이나 방화벽 등으로 해독된 영상에 대하여 부가적인 보호를 제공한다. 디지털 영상에 대한 저작권 정보, 배포자 정보 그리고 사용자 정보를 영상에 삽입함으로써 훗날 법적인 문제가 발생하였을 때 해결책을 제시할 수 있다. 본 논문에서는 디지털 영상 데이터의 정보 보호를 위해 주파수 영역에서의 웨이브릿변환(Wavelet Transform)을 이용한 이미지 적응 디지털 워터마킹(Image-Adaptive Digital Watermarking) 방법을 제안한다. 이미지 적응 웨이브릿(Image-Adaptive Wavelet)은 영상을 주파수적으로 분해하면서 각 대역들의 공간 영역에서의 정보를 함께 지니고 JND's(Just noticeable difference)을 포함한다. 이미지 적응 웨이브릿의 이러한 특성을 이용하여 다해상도 분해하고, 손실 압축(Loss Compression)이나 필터링(Filtering), 잡음(Noise)등에 크게 영향받는 저주파 성분과 인간의 시각적으로 큰 의미를 갖는 고주파 성분의 특성을 이용하여 워터마크를 삽입한다. Multispectral image is wavelet trans formed and classified into one of three classes considering reference characteristics of the subband with the lowest resolution. Then, for a reference channel which has the highest correlation with other channels, the variable VQ is performed in the classified in the classified intra-channel to remove spatial redundancy. For other channels the CIP is performed to remove spectral redundancy. Recently, aegis of authentication and creator's copyright has become a matter of great concern by the diffusion of multimedia technique and the growth of the internet and the easily duplicated property of digital data. Consequently, many active researches have been made to protect copyright and to assure integrity by inserting watermark into the digital data. In this paper, watermark is repeated through the entire image and adapted to the content of the image.

DCT 영역에서 효율적인 대칭적 선형 블록 코드를 사용한 강인한 이미지 워터마킹 방법

파르나브 쿠마르 다르,김종면 한국공학안전보건예술학회 2010 한국공학예술학회 논문지 Vol.2 No.-

디지털 워터마킹은 멀티미디어 데이터의 소유권 보호를 위해 중요한 역할을 한다. 본 논문은 DCT영역에서 효율적인 시스템적 선형 블록 코드 (SLBC)를 이용하여 디지털 이미지를 위한 새로운 워터마킹 방법을 제안한다. 제안한 SLBC 기반 워터마킹 방법은 에러 보정 능력을 제공하는 {0, 1}의 코드 시퀀스를 생성한 후 {0, 1}의 코드를 {-1, 1}의 바이너리 워터마크 시퀀스로 대치시킨다. 이러한 방법은 더욱더 강력한 보이지 않는 이미지 워터마크를 얻을 수 있으며 바이너리 시퀀스 숫자를 위한 적은 저장장소를 요구한다. 이렇게 재생된 워커마크 시퀀스는 워커마크 임베딩 프로세스와 워터마크 검출 프로세스로 구성된 제안된 워터마킹 시스템의 입력으로 사용된다. 모의 실험 결과, 제안한 방법은 가우시안 잡음, JPEG 압축, 잘라내기, 필터링 등과 같은 다양한 형태의 공격에 대해 잘 알려진 Cox 방법보다 우수한 강인성을 보여준다. 제안한 방법은 10에서 21사이의 유사성 값을 보인 반면, Cox 방법은 같은 공격에 대해 단지 7에서 19의 유사성 값을 보여준다. 이유는 이미지 처리 공격에 의해 발생된 에러가 디코더 단계에서 SLBC에 의해 보정되기 때문이고, 그 결과 강인성이 향상된다. Digital watermarking plays an important role for copyright protection of multimedia data. This paper proposes a new watermarking method for digital images using efficient systematic linear block codes , SLBC in discrete cosine transform , DCT domain. The proposed watermarking method using SLBC generates a code sequence of {0, 1} that provides error correction capabilities and then replaces it with a binary watermark sequence of {-1, 1} which achieves more robust invisible image watermarks and requires a small storage unit for binary sequence numbers. The generated watermark sequence is then used as an input for our proposed watermarking system which consists of watermark embedding process and watermark detection process. Experimental results indicate that our proposed method outperforms the well-known Cox’s method in terms of robustness against various kinds of attacks such as white Gaussian noise, JPEG compression, cropping, and filtering. Our proposed method achieves similarity values ranging from 10 to 21. This is in contrast to the Cox’s method, which achieves similarity values ranging from only 7 to 19 for the same attacks. This is because errors generated by image processing attacks are corrected with SLBC at the decoder stage, improving the robustness.

디지털콘텐츠 저작권보호 도구로써의 디지털 워터마킹 성능 비교

김철기 ( Kim Cheol Ki ) 한국디자인트렌드학회 2009 한국디자인포럼 Vol.24 No.-

디지털 기술의 발전과 더불어 창작물에 대한 소유권 정보의 중요성이 강조되고 있다. 특히 디지털 콘텐츠의 복제와 변경의 용이성으로 소유권 보호를 위한 다양한 별도의 방법이 필요한 시점이다. 이러한 문제점의 해결을 위하여 워터마킹기법의 경우 특히 영상에 대한 소유권 분쟁의 해법으로 근래에 각광을 받고 있는 기술들 중 하나이다. 그러나 아직까지 이러한 워터마킹기법 및 활용에 대한 이해가 부족한 실정이다. 본 논문에서는 2D 이미지 창작물에 대한 워터마킹 기법의 올바른 선택 기준을 위하여 JPEG 압축 기술인 DCT에 기반한 방법과 JPEG2000 압축 기술인 DWT에 기반한 방법의 성능 결과를 비교하고자 한다. 이를 위하여 100장의 사진, 애니메이션, 그래픽 등 다양한 장르의 이미지에 대하여 일반적으로 이루어질 수 있는 인위적 공격을 가하여 실험을 수행하였으며, 공격 후 삽입된 워터마크의 검출 여부와 워터마크 삽입 전후의 화질 변화도를 측정하였다. 본 논문의 최종적인 목적은 실험 결과에 기반하여 디자인 관련 창작작업에 있어 저작권 문제를 해결하는데 기준을 제공하는데 있다. The importance of copyright about visual creation as a new technology in the area of visual design and image archiving is emphasizing rapidly. Especially, due to the characteristics of easy duplication and modification of digital contents such as visual design, it is necessary to develop a variety of techniques for various protection purposes such as ownership claiming and authentication. To solve above problems, the watermarking technique is one of the most concerned techniques and is solution about image ownership. But comprehension of watermarking and application is insufficient so far. In this paper, to propose a good criterion of watermarking about 2D image creation, we will compare with DCT based method and DWT based method(the DCT is used for JPEG compression, the DWT is used for JPEG2000 compression). For performance tests, we used one hundred images from several jenre such as photography, animation, graphic, and measured watermarking extraction after some attacks. And we measured image quality before and after watermark insertion. This paper aims to support base for copyright troubles in design related creation works.