H.264 SE 코덱 기반의 비디오 워터인크립션 기법

Abstract

본 논문에서는 H.264 SE에 적합한 DRM을 위한 영상에 대한 이중보호를 목적으로 연구하였다. 불법 배포에 따른 저작권 보호를 위한 워터마킹에 대해서 다양한 공격을 거쳐 추출한 워터마크의 강인성이 우수함을 확인하였으며, 원본 비디오와 워터마크가 삽입된 비디오의 PSNR을 비교하여 비가시성이 우수함을 확인하였다. 사용자 접근 제어를 위해서 워터마크가 삽입된 데이터를 암호화할 때 사용한 알고리즘은 인증된 표준 AES 알고리즘을 사용하였으며, 암호화된 영상을 원본 영상과 비교함으로써 지각적인 보안성을 확인하였다. 마지막으로 코덱 부호화시 요구되는 실시간성은 기존의 부호화 시간과 제안한 알고리즘 적용 후 발생한 지연 시간을 비교함으로써 실시간 처리에 적합함을 확인하였다. 향후 H.264 SE 코덱이 보다 일반화되고 범용성을 띄게 될 것을 대비하여 보다 활발한 연구가 필요할 것으로 보여진다. 현재 워터마크 삽입시 생성하는 키를 사용하지 않고 추출하는 알고리즘이나 기하학적인 공격 후 원본 영상에 대한 블라인드 워터마킹 알고리즘 그리고 한 개의 프레임에 대한 워터마킹 보다 프레임 간의 영상 정보를 이용한 효과적인 워터마킹 알고리즘 연구 등이 필요할 것으로 보인다. 무엇보다도 암호화된 데이터에 대해서 인증받은 사용자를 위한 인증키를 워터마크로 사용함으로써 인증받은 사용자에 의한 불법배포 추적이 가능할 것으로 판단되며, 이것에 대한 심도 있는 연구가 행하여 졌으면 하는 바람이다.

Multimedia production and distribution, now a days, is all digital. The advantages of digital distribution, like noise-free transmission, are well known. However despite being an economic opportunity, this also is a major concern for content owners. The unlimited copying of digital data without loss of fidelity is undesirable because it causes considerable financial losses. An effective digital rights management(DRM) system would allow the content providers to track, monitor and enforce usage rights of their contents in both digital and analog form. Watermarking and encryption are the two often mentioned techniques proposed for protection of intellectual property rights. Although encryption plays an important role in DRM and video streaming however it can only protect data during transmission from content provider to authorized user. Thus encryption does not provide any protection once the content has been decrypted. A watermark however persists within the decrypted video stream and can be used to access control rights. A DRM-complaint device can read the embedded watermark and control and prevent video duplication or playback. Video watermarking may also be used to track and trace video content and broadcast monitoring. In this paper, a video water-encryption scheme based on H.264 scalable extension codec is presented. In order to compress video sequence and embed watermark and encryption at the same time, The video is watermarked and encrypted during H.264 scalable extension compression process. Embedding amount of watermark and embedding positions are calculated by a frame of each layer. And then watermark is embedded in a 4×4 DCT block of video data. The watermarked video data are encrypted. The scheme keeps secure against present attacks, is efficient in implementation, keeps imperceptible, and is robust against other attacks, such as encoding, common signal processing, and geometrical processing. These properties make the scheme a choice for secure video transmission or distribution.