컨투어렛 기반에서 저작권 보호와 인증을 위한 블라인드 워터마킹

Abstract

본 논문은 컨투어렛 변환 영역에서 원의 패턴을 사영을 이용한 알고리듬과 적응적인 구간 간격을 갖는 양자화기를 설계하여 이중 워터마킹 기법으로 제안하였다. 본 논문에서 컨투어렛 변환을 4레벨의 LP와 2레벨의 DFB을 통과하여 일반적인 영상처리 및 JPEG 압축 그리고 회전등에 대한 비고의적인 변형을 고려하여 부드러운 곡선에 대한 주파수 성분을 원의 패턴을 사영하여 워터마크를 삽입하였으며, 중요 계수에 대한 변질 검증을 위치 검출을 위하여 저주파 영상에 적응적인 구간 간격을 갖는 양자화기를 설계하여 워터마크를 삽입하였다. 그리고 워터마크 키만으로는 원본 계수에 대한 성분을 전혀 알 수 없다는 점을 이용하여 워터마크를 삽입하는 과정에서 생성되는 원의 패턴에 대한 반지름을 워터마크 키로 생성하여 블라인드 워터마킹을 가능하게 한다. 이 키를 이용하여 워터마크 검출 시에도 원의 패턴을 생성하는데 사용된다. 이처럼, 본 논문은 컨투어렛 변환영역 기반에서 비고의적인 변형에 대해 워터마크의 강인성을 유지하면서 변질 검증 및 변질 위치 검출에 대한 확인 가능한 블라인드 워터마킹 기법을 제안하였다. 제안한 알고리즘이 Mohan 등의 알고리즘보다 3~4 dB 높은 PSNR을 확인 할 수 있었다. 그리고 Checkmark 2.1의 테스트에 근거하여 컴퓨터 모의 실험한 결과 다양한 영상처리 기법에도 필터링, JPEG 그리고 회전등과 같은 비고의적인 공격에는 저작권 보호에 대하여 강인성을 확인하였지만, 대부분의 기법들과 마찬가지로 천이에 대해서는 강인성을 만족하지 못하였으며, 이를 보완하기 위한 연구의 진행이 필요하다. 그리고 현재까지의 컨투어렛 변환영역에서의 워터마킹 기법은 아직 초기 연구 단계로 앞으로도 지속적인 연구가 필요하다. 마지막으로 제안한 워터마킹 기법은 cut-and-past 공격과 미세변형 공격등으로 변질 검증 및 위치 검출이 실험을 통해 확인 하였고, 응용분야로는 위·변조 등의 변조여부를 판별하면서 비고의적인 영상처리가 필요한 의료 영상, 법적인 문서 등에 적용이 가능하다.

Contents, though, as the product of creation should be secured as a copy right, data such as medical images and legal video records are possible to unlawfully reproduce and distribute and easy to forge or alter with ma- licious purpose. There, hence, becomes a serious issue of the treatment for illegal users without ownership or copyright, the assurance of contents and the necessity of authentication and verification. Consequently, this pa- per presents the technique of double blind watermarking for copyright pro tection, authentication and transform detection in the contourlet transform domain. Contourlet can be represented in smoother contour as multi resolution structure than existing wavelet and can be represented infor- mation to multi-direction. The first step of watermarking proposed is created average magnitude coefficient values of subbands in contourlet transform domain, projected the pattern of circle shape and embedded watermark as using adaptive variables with the variance for coefficient values. And the next step is designed the detectable adaptive quantizer to modify image and the place in lowpass image holding important perceptual information in contourlet transform domain, analyzed the characteristic of original image and embedded watermark as choosing the quantization steps. To evaluate the algorithm proposed of the invisibility and robust ness, Mohan’s algorithm is also performed for comparison to be proposed watermarking technique in contourlet transform domain. Measuring PSNR for tested images with various frequencies to evaluation of the invisibility, the technique presented in this research is found out 3~4 dB higher than Mohan’s. As the result of benchmarking test by Checkmark 2.1 for evaluating the robustness, this study discovered BER of watermark de- tected is lower even non-malicious attacks. Also, considering malicious attacks like cut-and-paste and tempering attack like minute modification, the fragile watermarking method and detecting modifying place are possi- ble through this research.