WO2013042843A1 - Method for authenticating images on the basis of block units using a reversible watermarking based on a progressive differential histogram - Google Patents
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Definitions
- FIG. 3 is a flowchart illustrating a process of detecting an authentication code in a block-based image authentication method using reversible watermarking based on difference values according to an embodiment of the present invention.
- step S2 original-image data divided into respective channels are divided into block units of 16 ⁇ 16 size (S2).
- a progressive difference histogram is constructed for the watermarking-image data (Fig. 8 (a)), and then the inserted message constituting the authentication code is detected by scanning the message insertion space (Fig. 8 (b)).
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Abstract
Description
본 발명은 차이값 히스토그램 기반의 가역 워터마킹을 이용한 블록단위 영상 인증방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 영상데이터의 무결성 인증시 전체 영상데이터에 대하여 위변조 여부를 판별하기보다는 어느 영역이 위변조되었는지 탐지하는 것이 실제 응용에서 더 유용하므로, 영상데이터를 작은 크기의 블록으로 나누고 각 블록 단위로 워터마크를 삽입하여 무결성 인증을 수행함으로써, 영상데이터의 무결성을 인증 및 위변조 영역의 탐지를 시각적 품질을 유지하면서도 고속으로 가능하도록 하기 위한 차이값 히스토그램 기반의 가역 워터마킹을 이용한 블록단위 영상 인증방법에 관한 것이다. The present invention relates to a block-based image authentication method using reversible watermarking based on a difference value histogram, and more specifically, to detect which region is forged rather than forging the entire image data upon integrity authentication of the image data. Since it is more useful in practical applications, it is possible to divide the image data into smaller blocks and insert a watermark into each block to perform integrity authentication, thereby verifying the integrity of the image data and detecting the forgery and tampering areas. The present invention relates to a block-based image authentication method using reversible watermarking based on difference value histogram for enabling high speed.
하드웨어 및 소프트웨어의 정보처리 능력과 통신 기술의 비약적인 발달로 인하여 음악, 영상, 동영상, 전자문서, 교육자료 및 애니메이션과 같은 디지털 콘텐츠를 이용한 많은 서비스가 개발되고 보편적인 일상이 되고 있다. Due to the rapid development of information processing capability and communication technology of hardware and software, many services using digital contents such as music, images, videos, electronic documents, educational materials and animations have been developed and become a common everyday life.
그러나 쉽게 복사되고 수정 후 재생산이 매우 쉽다는 디지털 데이터의 특성으로 인하여, 콘텐츠의 불법적인 유통과 위조로 인한 많은 문제점이 대두 되었다. 특히 영상데이터를 이용하는 많은 서비스들, 예를 들어 환자의 의료영상을 다루는 의료서비스 분야 및 감시카메라 영상데이터의 관리, 군사 및 위성 영상, 예술작품, 격오지 원격측정 분야 등은 반드시 위변조되지 않은 높은 신뢰성의 영상이 필요하다.However, due to the characteristics of digital data that can be easily copied and reproduced after modification, many problems have arisen due to illegal distribution and forgery of contents. In particular, many services that use image data, such as the medical service field dealing with medical images of patients, the management of surveillance camera image data, military and satellite imagery, works of art, and remote telemetry, are not necessarily forged. Video is required.
만일 이들 서비스에서 위변조된 영상데이터가 사용된다면 많은 인적 및 물적 피해를 가져올 수도 있으며 법률적 증거로서의 기능을 상실할 수도 있다. 따라서 위변조된 콘텐츠의 유통을 방지하기 위한 다양한 보안 기술의 요구도 증가하게 되었다.If forged image data is used in these services, it can cause a lot of human and material damage, and can also lose its function as legal evidence. Accordingly, the demand for various security technologies has been increased to prevent the distribution of forged contents.
영상 자료의 무결성을 인증하기 위해서는 수신된 영상데이터가 위변조되지 않았다는 것을 증명할 수 있어야만 하며, 인증의 처리과정은 거대한 분량의 멀티미디어 흐름에 지장이 없도록 실시간에 가깝게 처리되어야만 한다. In order to authenticate the integrity of the video data, it must be able to prove that the received video data has not been forged, and the authentication process must be processed in real time so as not to disturb the huge amount of multimedia flow.
또한 공격자가 쉽게 유추하거나 복제할 수 없도록 보안성 조건도 만족하여야만 한다. 초창기의 인증 기술은 암호화 기법을 이용하여 정당한 수신자만이 영상을 볼 수 있도록 하는 방법이었다. In addition, security conditions must be satisfied so that an attacker cannot easily infer or replicate. Early authentication techniques used encryption to ensure that only legitimate recipients could view the video.
그러나 암호화 기술은 콘텐츠 배포과정에서의 보호만 보장할 뿐이며, 한 번 복호화된 콘텐츠는 더 이상 보호될 수 없기 때문에 콘텐츠의 무결성을 입증하기 위한 충분한 수단을 제공하기에는 부족하다.However, encryption technology only guarantees protection in the content distribution process, and once decrypted content can no longer be protected, it is insufficient to provide sufficient means for verifying the integrity of the content.
원본 콘텐츠에 대한 사후 보안 기술로서의 디지털 워터마킹 기술은 디지털 콘텐츠에 기밀 정보를 비가시적으로 삽입하는 기술로서, 소유권 증명, 저작권 보호, 방송 모니터링, 콘텐츠 인증 등의 다양한 목적으로 활용되고 있다. Digital watermarking technology as a post-security technology for original content is a technique for invisibly inserting confidential information into digital content, and is used for various purposes such as proof of ownership, copyright protection, broadcast monitoring, and content authentication.
특히 디지털 워터마킹 기술은 응용에 따라 다양한 삽입용량과 지각적 투명성, 강인성, 기밀성 및 계산 복잡도 등의 요구조건을 만족시킬 수 있기 때문에, 배포된 이후에 콘텐츠를 보호할 수 있는 수단으로 이용되기에 좋은 수단이 될 수 있다. In particular, digital watermarking technology can be used as a means to protect contents after distribution because it can satisfy the requirements of various insertion capacities, perceptual transparency, robustness, confidentiality and computational complexity depending on the application. It can be a means.
디지털 워터마킹은 원본 콘텐츠에 대한 메타데이터 혹은 무결성 검증을 위한 인증코드 및 저작권 정보 등의 워터마크 정보를 비가시적으로 콘텐츠에 삽입할 수 있으며, 응용 관점에 따라 강인성(Robust) 워터마킹과 연성(Fragile) 워터마킹으로 분류된다. Digital watermarking can invisibly embed watermark information such as metadata or original information for authentication code and copyright for the verification of the original content, and according to the application point of view, robust watermarking and fragile ) Are classified as watermarking.
강인성 워터마킹은 콘텐츠의 시각적 품질을 유지하면서 모든 가능한 왜곡 시도로부터 워터마크의 내용이 보호될 수 있도록 설계된다. 반면 연성 워터마킹은 아주 작은 변형만으로도 쉽게 워터마크가 손상되기 때문에 콘텐츠의 위조 및 변조에 대한 무결성 입증이나 인증에 유용하게 적용될 수 있다.Robust watermarking is designed to protect the content of the watermark from all possible distortion attempts while maintaining the visual quality of the content. Soft watermarking, on the other hand, can easily be applied to verify or authenticate the integrity of the content forgery and tampering, as the watermark is easily damaged by even a small modification.
콘텐츠의 무결성 입증 및 위변조 인증을 하기 위하여 콘텐츠에 데이터를 은닉하려면 필연적으로 원본 콘텐츠의 수정이 불가피한데, 의료 영상이나 군사적 영상, 법률적 증거, 원격 측정값 및 예술작품 등의 응용분야에서는 어떠한 손상도 없는 원본 영상이 필요하다. In order to conceal the data in the content to prove its integrity and forgery certification, modification of the original content is inevitably inevitable, and any damage in applications such as medical imaging, military imaging, legal evidence, telemetry and artwork is inevitable. No original footage required.
변경의 정도가 극히 미미하고 인간의 지각능력으로는 전혀 알아볼 수 없을지라도 올바른 결정에 영향을 미칠 수 있으며 법률적 문제가 될 수 있기 때문이다.This is because the degree of change is minimal and human perceptions may not be recognized at all, which can affect the right decision and become a legal issue.
콘텐츠의 인증을 위한 기존의 연구들은 삽입한 워터마크의 강인성에 초점을 맞추었기 때문에 워터마크의 제거 후에 원본 복원이 불가능한 것이 많고, 위변조에 대한 정확도 또한 높지 않았다. Existing studies for the authentication of contents have focused on the robustness of the inserted watermark, so that the restoration of the original after removal of the watermark is not possible, and the accuracy of forgery is not high.
연성 워터마킹에 속하는 가역(Reversible) 워터마킹은 워터마킹된 콘텐츠에서 메시지를 제거한 후, 원본 콘텐츠로 완전한 복원이 가능하기 때문에 콘텐츠의 무결성 인증뿐만 아니라 위변조 조작에 대한 증명, 그리고 저작권 보호를 위한 훌륭한 용도로 이용되어 질 수 있다.Reversible watermarking, which is part of flexible watermarking, removes messages from watermarked content and can be fully restored to the original content, so that not only the integrity verification of the content, but also proof of tampering and good use for copyright protection. Can be used as
이에 따라 해당 기술분야에 있어서는 워터마킹 특히 연성 워터마킹을 이용해 영상데이터의 무결성을 인증하고 위변조 영역을 탐지하기 위한 기술개발이 요구되고 있다.Accordingly, in the technical field, there is a demand for technology development for authenticating the integrity of image data and detecting forgery region using watermarking, particularly soft watermarking.
[관련기술문헌][Related Technical Documents]
1. 비디오 압축을 위한 블록단위의 변환부호화에서 데이터량 발생제한장치(특허출원번호 10-1997-0081256호)1. Data amount generation limiting device in block encoding for video compression (Patent Application No. 10-1997-0081256)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 영상데이터의 무결성을 검증하기 위해 원본-영상데이터를 블록단위로 분할하여 각 블록에 DCT 계수를 이용해 인증코드를 삽입함으로써, 공격자에 의한 손상 여부를 인증하기 위한 차이값 히스토그램 기반의 가역 워터마킹을 이용한 블록단위 영상 인증방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to solve the above problems, in order to verify the integrity of the image data by dividing the original-image data by block unit by inserting the authentication code using the DCT coefficient in each block, to authenticate the damage by the attacker The purpose of the present invention is to provide a block-based image authentication method using a difference value histogram-based reversible watermarking.
또한, 본 발명은 인증코드를 삽입시 점진적 차이값 히스토그램을 수정하는 방법을 이용하고 컬러 영상의 R, G 및 B 색상 채널에 대해 각각 인증을 수행함으로써, 인증의 정확도를 높이기 위한 차이값 히스토그램 기반의 가역 워터마킹을 이용한 블록단위 영상 인증방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention uses a method of correcting the progressive difference histogram when inserting the authentication code, and by performing authentication for each of the R, G and B color channels of the color image, the difference value histogram based to increase the accuracy of authentication To provide a block-by-block video authentication method using reversible watermarking.
또한, 본 발명은 시각적 품질을 유지하면서도 고속으로 인증코드를 삽입 및 검출/인증이 가능한 점진적 차이값 히스토그램 기반의 가역 워터마킹을 이용한 블록단위 영상 인증방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is to provide a block-based image authentication method using a gradual difference histogram-based reversible watermarking that can insert, detect / authenticate the authentication code at high speed while maintaining visual quality.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 점진적 차이값 히스토그램 기반의 가역 워터마킹을 이용한 블록단위 영상 인증방법은, 원본-영상데이터를 Red(이하, R), Green(이하, G) 및 Blue(이하, B) 채널로 분리하는 제 1 단계; 상기 R, G 및 B 채널로 분리된 원본-영상데이터를 블록 단위로 분할하는 제 2 단계; 상기 R, G 및 B 채널 상에서 각 분할된 블록에 대한 이산 코사인 변환(이하, DCT) 및 양자화 과정을 통하여 특징값을 추출하는 제 3 단계; 상기 추출된 각 특징값을 비밀키와 배타적 논리합(exclusive OR, 이하 XOR) 연산을 수행하여, 인증코드를 상기 각 분할된 블록과 매칭하여 생성하는 제 4 단계; 상기 각 분할된 블록에 대해 각 인증코드를 삽입하기 위하여 점진적 차이값 히스토그램을 구성한 뒤, 상기 매칭하여 생성된 인증코드를 삽입하여 수정된 점진적 차이값 히스토그램을 생성하는 제 5 단계; 상기 수정된 점진적 차이값 히스토그램을 이용해 상기 각 분할된 블록 각각의 픽셀값 갱신을 상기 R, G 및 B 채널별로 수행하는 제 6 단계; 및 상기 픽셀값이 갱신된 상기 R, G 및 B 채널을 재병합하여 상기 원본-영상데이터에 워터마크가 삽입된 워터마킹-영상데이터를 획득하는 제 7 단계를 포함한다. In order to achieve the above object, a block-based image authentication method using gradual difference histogram-based reversible watermarking according to an embodiment of the present invention, the original-image data Red (hereinafter, R), Green (hereinafter, G) And a first step of separating into Blue (hereinafter, B) channels; A second step of dividing original-image data separated into R, G, and B channels in units of blocks; A third step of extracting feature values through discrete cosine transform (DCT) and quantization for each divided block on the R, G, and B channels; A fourth step of performing an exclusive OR (XOR) operation on each extracted feature value to generate an authentication code by matching each divided block; A fifth step of constructing a progressive difference histogram for inserting each authentication code for each divided block and inserting the matching generated authentication code to generate a modified progressive difference histogram; A sixth step of performing pixel value update of each of the divided blocks for each of the R, G, and B channels using the modified incremental difference histogram; And a seventh step of re-merging the R, G, and B channels whose pixel values have been updated to obtain watermarking-image data having a watermark embedded in the original-image data.
이때, 상기 제 2 단계에 있어서, 상기 분할시의 블록 단위는 16 x 16 크기의 블록 단위로 분할하는 것이 바람직하다.At this time, in the second step, it is preferable to divide the block unit at the time of division into block units of 16 × 16 size.
또한, 상기 제 5 단계는 상기 블록 단위의 인증코드 삽입시, 상기 인증코드를 구성하는 메시지의 용량, 그리고 상기 워터마킹-영상데이터의 품질을 삽입레벨 L(L은 0과 자연수)로 조절하는 것을 특징으로 한다.In addition, the fifth step is to adjust the capacity of the message constituting the authentication code, and the quality of the watermarking-image data at the insertion level L (L is 0 and natural number) when the authentication code in the block unit is inserted. It features.
또한, 상기 제 5 단계에 있어서, 상기 점진적 차이값 히스토그램에서 상기 메시지 삽입에 이용되는 빈(bin)은 0번 빈 주위의 {(-L-1)∼(+L)} 까지로 설정하는 것이 바람직하다.In the fifth step, the bin used to insert the message in the gradual difference value histogram is preferably set to {( -L -1) to (+ L )} around the 0th bin. Do.
또한, 상기 제 5 단계는 상기 점진적 차이값 히스토그램 상에서, 상기 인증코드를 구성하는 메시지 삽입공간을 확보하기 위하여 삽입에 이용되지 않는 빈(bin) 들을 쉬프트하는 단계(a); 및 삽입할 메시지를 비트 값으로 변경하는 과정을 통해 상기 점진적 차이값 히스토그램을 수정하는 단계(b)를 포함하는 것이 바람직하다. In addition, the fifth step includes shifting bins not used for insertion to secure a message insertion space constituting the authentication code on the progressive difference histogram (a); And (b) modifying the progressive difference histogram by changing the message to be inserted into a bit value.
또한, 상기 제 4 단계에 있어서, 상기 비밀키는 인증기관을 통하여 발행된 키, 사용자에 특화된 고유ID, 비밀번호, 기관코드, 영상생성장치ID, 그리고 타임코드 중 어느 하나인 것이 바람직하다. In the fourth step, the secret key may be any one of a key issued through an authentication authority, a user-specific unique ID, a password, an organization code, an image generating device ID, and a time code.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 실시예에 따른 점진적 차이값 히스토그램 기반의 가역 워터마킹을 이용한 블록단위 영상 인증방법은, 워터마킹-영상데이터를 R, G 및 B 색상의 채널로 분리하는 제 1 단계; 상기 R, G 및 B의 채널로 분리된 워터마킹-영상데이터를 블록 단위로 분할하는 제 2 단계; 상기 R, G 및 B 채널 상에서 각 분할된 블록에 대한 점진적 차이값 히스토그램을 구성하며, 삽입된 인증코드를 상기 각 분할된 블록과 매칭하여 검출하는 제 3 단계; 상기 인증코드를 각각을 검출한 뒤, 상기 점진적 차이값 히스토그램에서 상기 인증코드에 의해 구성되는 워터마크를 제거하는 수정을 수행하는 제 4 단계; 및 상기 워터마크가 제거된 상기 점진적 차이값 히스토그램 각각을 이용해 상기 R, G 및 B의 채널 각각의 원본-영상데이터를 복원하는 과정을 수행한 뒤, 상기 R, G 및 B의 채널 각각의 원본-영상데이터에 해당하는 점진적 차이값 히스토그램을 병합시켜 전체의 원본-영상데이터를 복원하는 제 5 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, a block-based image authentication method using gradual difference histogram-based reversible watermarking according to another embodiment of the present invention includes separating watermarking-image data into channels of R, G, and B colors. First step; Dividing the watermarking-image data separated into the R, G, and B channels in units of blocks; A third step of constructing a progressive difference histogram for each divided block on the R, G, and B channels, and detecting an inserted authentication code by matching the divided block; A fourth step of detecting each of the authentication codes and then performing a correction to remove a watermark constituted by the authentication code from the progressive difference value histogram; And restoring original-image data of each of the R, G, and B channels using each of the progressive difference histograms from which the watermark has been removed, and then, original of each of the R, G, and B channels. And a fifth step of reconstructing the original original-image data by merging a gradual difference histogram corresponding to the image data.
이때, 상기 제 2 단계에 있어서, 상기 분할시의 블록 단위는 16 x 16 크기의 블록 단위로 분할하는 것이 바람직하다.At this time, in the second step, it is preferable to divide the block unit at the time of division into block units of 16 × 16 size.
한편, 본 발명은 상기 제 5 단계 이후에 수행되는, 상기 복원된 원본-영상데이터의 위변조 여부를 확인하기 위해, 상기 복원된 원본-영상데이터에 대한 상기 R, G 및 B 채널별로 분리하고, 블록 단위로 분할에 따른 블록 단위의 DCT 및 양자화 과정을 통해 특징값을 추출한 뒤, 상기 추출된 각 특징값을 비밀키와 XOR 연산을 수행하여 상기 복원된 원본-영상데이터에서 분할된 블록에 대한 인증코드를 추출하는 제 6 단계; 및 상기 검출된 인증코드의 분할된 블록과 각각 매칭되는 상기 추출된 인증코드가 일치하지 않는 것이 발견된 경우 위조로 판단하는 제 7 단계를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the present invention is carried out after the fifth step, in order to determine whether the forgery of the reconstructed original-image data, separated by the R, G and B channels for the reconstructed original-image data, and blocks After extracting feature values through block-based DCT and quantization process, the authentication code for the partitioned block in the restored original-image data is performed by performing XOR operation on the extracted feature values. Extracting the sixth step; And a seventh step of determining as forgery when it is found that the extracted authentication code corresponding to each of the divided blocks of the detected authentication code does not match.
또한, 상기 제 4 단계는, 상기 워터마킹-영상데이터에 대하여 상기 점진적 차이값 히스토그램을 구성한 후, 메시지 삽입공간을 스캔하여 상기 인증코드를 구성하는 삽입된 메시지를 검출하는 단계(a); 및 상기 메시지를 삽입하기 위하여 수정되었던 상기 점진적 차이값 히스토그램을 복원하고, 공간확보를 위하여 쉬프트 되었던 빈(bin)들을 복원하는 단계(b)를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the fourth step may include: constructing the progressive difference histogram with respect to the watermarking-image data, and then scanning the message insertion space to detect an embedded message constituting the authentication code; And restoring the progressive difference histogram that has been modified to insert the message, and restoring bins that have been shifted to secure space.
또한, 상기 제 6 단계에 있어서, 상기 비밀키는 인증기관을 통하여 발행된 키, 사용자에 특화된 고유ID, 비밀번호, 기관코드, 영상생성장치ID, 그리고 타임코드 중 어느 하나인 것이 바람직하다. In the sixth step, the secret key may be any one of a key issued through an authentication authority, a user-specific unique ID, a password, an organization code, an image generating device ID, and a time code.
본 발명의 실시예에 따른 점진적 차이값 히스토그램 기반의 가역 워터마킹을 이용한 블록단위 영상 인증방법은, 영상데이터의 무결성을 검증하기 위해 원본-영상데이터를 블록단위로 분할하여 각 블록에 DCT 계수를 이용해 인증코드를 삽입함으로써, 공격자에 의한 손상 여부를 인증할 수 있는 효과를 제공한다. In the block-based image authentication method using gradual difference histogram-based reversible watermarking according to an embodiment of the present invention, in order to verify the integrity of the image data, original-image data is divided into block units, and DCT coefficients are used for each block. By inserting the authentication code, it provides an effect that can authenticate whether the attacker is damaged.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 점진적 차이값 히스토그램 기반의 가역 워터마킹을 이용한 블록단위 영상 인증방법은, 인증코드를 삽입시 점진적 차이값 히스토그램을 수정하는 방법을 이용하고 컬러 영상의 R, G 및 B 색상 채널에 대해 각각 인증을 수행함으로써, 인증의 정확도를 높일 수 있는 효과를 제공한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, a block-based image authentication method using gradual difference histogram-based reversible watermarking uses a method of correcting a gradual difference histogram when an authentication code is inserted and R, G of a color image. And by performing authentication for each of the B color channel, it provides an effect that can increase the accuracy of the authentication.
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 점진적 차이값 히스토그램 기반의 가역 워터마킹을 이용한 블록단위 영상 인증방법은, 시각적 품질을 유지하면서도 고속으로 인증코드를 삽입 및 검출/인증이 가능한 효과를 제공한다.In addition, the block-based image authentication method using gradual difference histogram-based reversible watermarking according to another embodiment of the present invention provides an effect of inserting, detecting, and authenticating authentication codes at high speed while maintaining visual quality. .
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 점진적 차이값 히스토그램 기반의 가역 워터마킹을 이용한 블록단위 영상 인증방법 중 인증코드 삽입 과정을 나타내는 흐름도. 1 is a flowchart illustrating a process of inserting an authentication code in a block unit video authentication method using a progressive histogram-based reversible watermarking according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 인증코드 삽입을 통한 원본-영상데이터에 워터마크가 삽입된 워터마킹-영상데이터의 생성 과정을 도식화한 도면. FIG. 2 is a diagram illustrating a process of generating a watermarking-image data in which a watermark is inserted into the original-image data by inserting the authentication code of FIG. 1. FIG.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차이값 히스토그램 기반의 가역 워터마킹을 이용한 블록단위 영상 인증방법 중 인증코드 검출 과정을 나타내는 흐름도.3 is a flowchart illustrating a process of detecting an authentication code in a block-based image authentication method using reversible watermarking based on difference values according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3의 워터마킹-영상데이터에서 인증코드 검출 과정을 도식화한 도면. 4 is a diagram illustrating an authentication code detection process in the watermarking-image data of FIG. 3.
도 5는 도 1 및 도 2에서의 인증코드 생성 과정을 설명하기 위한 도면. 5 is a view for explaining the process of generating the authentication code in Figures 1 and 2.
도 6 내지 도 8은 도 1 내지 도 4에서의 블록단위의 인증코드 삽입 및 검출 과정을 설명하기 위한 도면.6 to 8 are diagrams for explaining a process of inserting and detecting an authentication code in units of blocks in FIGS. 1 to 4.
도 9 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 차이값 히스토그램 기반의 가역 워터마킹을 이용한 블록단위 영상 인증방법 실행에 따른 실험 및 성능 평가를 설명하기 위한 도면. 9 to 13 are diagrams for explaining an experiment and performance evaluation according to the block-based image authentication method using the difference value histogram-based reversible watermarking according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.Hereinafter, the detailed description of the preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed descriptions of well-known functions or configurations will be omitted when it is deemed that they may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.
본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 구성요소는 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.In the present specification, when one component 'transmits' data or a signal to another component, the component may directly transmit the data or signal to another component, and through at least one other component. This means that data or signals can be transmitted to other components.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 점진적 차이값 히스토그램 기반의 가역 워터마킹을 이용한 블록단위 영상 인증방법 중 인증코드 삽입 과정을 나타내는 흐름도이다. 도 2는 도 1의 인증코드 삽입을 통한 원본-영상데이터에 워터마크가 삽입된 워터마킹-영상데이터의 생성 과정을 도식화한 도면이다. 1 is a flowchart illustrating a process of inserting an authentication code in a block unit video authentication method using a progressive histogram-based reversible watermarking according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating a process of generating watermarking-image data in which a watermark is inserted into original-image data by inserting the authentication code of FIG. 1.
도 1 및 도 2를 참조하면, 삽입 과정에서는 원본-영상데이터의 위변조에 대한 블록 단위 인증을 수행하기 위하여 각 블록에 인증코드를 워터마킹 기법으로 삽입하여야 한다.1 and 2, in the insertion process, an authentication code must be inserted into each block by a watermarking technique in order to perform block-by-block authentication for forgery of original-image data.
이에 따라, 원본-영상데이터를 Red(이하, R), Green(이하, G), 그리고 Blue(이하, B) 색상으로 분류된 채널로 분리한다(S1). Accordingly, the original image data is separated into channels classified into red (hereinafter, R), green (hereinafter, G), and blue (hereinafter, B) colors (S1).
단계(S1) 이후, 각 채널로 분리된 원본-영상데이터를 16 x 16 크기의 블록 단위로 분할한다(S2).After step S1, original-image data divided into respective channels are divided into block units of 16 × 16 size (S2).
단계(S2)에 따라 R, G 및 B 각 채널 상에서 각 분할된 블록에 대한 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform: 이하 DCT)과, 양자화 과정을 통하여 추출된 특징값을 추출한다(S3).According to step S2, a discrete cosine transform (DCT) for each divided block on each of R, G, and B channels is extracted, and a feature value extracted through a quantization process is extracted (S3).
단계(S3)에 따라 추출된 각 특징값을 비밀키와 배타적 논리합(exclusive OR, 이하 XOR) 연산을 수행함으로써, 각 분할된 블록에 대한 인증코드를 생성한다(S4). By performing an exclusive OR (XOR) operation on each feature value extracted according to step S3, an authentication code for each partitioned block is generated (S4).
단계(S4) 이후, 단계(S2)에 의해 각 분할된 블록에 대해 각 인증코드를 삽입하기 위하여 점진적 차이값 히스토그램을 구성한 뒤, 각 인증코드를 삽입함으로써, 수정된 점진적 차이값 히스토그램을 생성한다(S5).After step S4, a progressive difference value histogram is constructed to insert each authentication code for each divided block by step S2, and then, by inserting each authentication code, a modified incremental difference histogram is generated ( S5).
단계(S5)에서 수정된 점진적 차이값 히스토그램을 이용하여 각 분할된 블록의 픽셀값 갱신과정을 각 R, G 및 B 채널별로 수행한다(S6).The pixel value updating process of each divided block is performed for each R, G, and B channel by using the progressive difference histogram modified in step S5 (S6).
단계(S6) 이후, 픽셀값이 갱신된 R, G 및 B 채널을 재병합함으로써, 원본-영상데이터에 워터마크가 삽입된 영상인 워터마킹-영상데이터를 획득한다(S7).After step S6, the R, G, and B channels with updated pixel values are re-merged to obtain watermarking-image data, which is an image in which a watermark is inserted into the original-image data (S7).
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차이값 히스토그램 기반의 가역 워터마킹을 이용한 블록단위 영상 인증방법 중 인증코드 검출 과정을 나타내는 흐름도이다. 도 4는 도 3의 워터마킹-영상데이터에서 인증코드 검출 과정을 도식화한 도면이다. 3 is a flowchart illustrating a process of detecting an authentication code in a block-based image authentication method using reversible watermarking based on difference values according to an embodiment of the present invention. 4 is a diagram illustrating an authentication code detection process in the watermarking-image data of FIG. 3.
도 3 및 도 4를 참조하면, 인증코드 검출 과정에서는 워터마크 기법으로 인증코드가 삽입된 영상이 배포된 후, 공격자 및 외부적인 요인에 의한 손상 여부를 판단하기 위하여 인증과정이 필요하다. 3 and 4, in the authentication code detection process, after the image in which the authentication code is inserted by the watermark technique is distributed, an authentication process is required to determine whether the attacker or an external factor is damaged.
워터마킹-영상데이터를 R, G 및 B 색상의 채널로 분리한다(S11). The watermarking-image data is separated into channels of R, G, and B colors (S11).
단계(S11)에서 R, G 및 B의 각 채널로 분리된 워터마킹-영상데이터를 16 x 16 크기의 각 블록 단위로 분할한다(S12).In step S11, the watermarking-image data separated into respective channels of R, G, and B is divided into blocks of 16 × 16 size (S12).
*단계(S12)에서 각 분할된 블록에 대한 점진적 차이값 히스토그램을 구성하며, 이 과정에서 삽입된 인증코드를 각각 검출한다(S13).In step S12, a progressive difference value histogram for each divided block is constructed, and an authentication code inserted in this process is detected (S13).
단계(S13)에 따른 인증코드를 검출한 뒤, 원본-영상데이터를 복원하기 위하여 단계(S13)에서의 구성된 각 점진적 차이값 히스토그램에서 인증코드에 의해 구성되는 워터마크를 제거하는 수정과정을 수행한다(S14). After detecting the authentication code according to step S13, in order to restore the original-image data, a correction process of removing the watermark constituted by the authentication code from each of the incremental histograms configured in step S13 is performed. (S14).
단계(S14)에서 워터마크가 제거된 각 점진적 차이값 히스토그램을 이용해 R, G 및 B의 각 채널마다의 원본-영상데이터를 복원하는 과정을 수행하며, 각 채널 마다의 원본-영상데이터에 해당하는 점진적 차이값 히스토그램을 병합시키면 전체의 원본-영상데이터가 복원된다(S15).In step S14, a process of restoring original-image data of each channel of R, G, and B is performed by using the progressive histogram of each watermark from which the watermark is removed, and corresponding to the original-image data of each channel. Merging the progressive difference histogram restores the entire original-image data (S15).
단계(S15) 이후, 위변조 여부를 확인하기 위해, 단계(S15)의 원본-영상데이터에 대한 R, G 및 B 채널별 16 x 16 크기의 블록 단위로 분할에 따른 블록 단위의 DCT 및 양자화 과정을 통해 특징값을 추출한 뒤, 각 추출된 각 특징값을 비밀키와 XOR 연산을 수행함으로써, 각 분할된 블록에 대한 인증코드를 추출한다(S16).After step S15, in order to check whether there is a forgery, the DCT and quantization process of the block unit according to the division into 16 x 16 block units for each of R, G, and B channels for the original-image data of step S15 After extracting the feature values through the extracted feature value, each extracted feature value by performing a secret key and XOR operation, and extracts the authentication code for each divided block (S16).
이후, 단계(S13)에서 검출된 인증코드 각각과 이와 매칭되는 단계(S16)에서 추출된 인증코드와의 비교를 통해 일치하는지 여부를 통해 일치하지 않는 것이 발견될 경우 위변조로 판단한다(S17). Subsequently, if it is found that the match does not match through comparing with each of the authentication code detected in step S13 and the authentication code extracted in step S16 matched with it is determined as forgery (S17).
도 5는 도 1 및 도 2에서의 인증코드 생성 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 1, 도 2 및 도 5를 참조하면, 고성능의 인증률을 달성하기 위해서는 오탐지의 확률을 최소화하기 위한 충분한 길이의 인증코드를 사용하여야 하므로, 각 블록에 대한 DCT 상위 계수들을 선택하여 인증을 위한 특징값으로 사용한다. FIG. 5 is a diagram for describing a process of generating an authentication code in FIGS. 1 and 2. 1, 2 and 5, in order to achieve a high performance authentication rate, an authentication code having a sufficient length to minimize the probability of false detection should be used, so that DCT upper coefficients for each block are selected for authentication. Used as feature value.
실험적으로 얻은 최적의 인증코드 길이는 8 Bytes로서 이것의 우연에 의한 오탐지 확률은 1/(264)가지 즉, 1/(1.84467E+19) = 5.42101E-20의 확률이므로 그 가능성은 거의 없다고 할 수 있을 것이다. The experimentally obtained optimal authentication code length is 8 Bytes and its probability of false positive detection is 1 / (2 64 ), that is, 1 / (1.84467E + 19) = 5.42101E-20. You can say no.
삽입해야할 블록별 인증코드의 길이는 64 비트이므로 블록의 삽입가능 용량이 충분한지 확인하여야 한다. The length of the authentication code for each block to be inserted is 64 bits, so it is necessary to check whether the block has enough insertable capacity.
8 x 8 블록으로 영상을 분할할 경우에는 삽입공간이 많이 부족하여 적절하지 않다는 것을 실험을 통하여 알아내었다. Experiments have found that when the image is divided into 8 x 8 blocks, the insertion space is insufficient and not appropriate.
따라서, 도 5를 참조하면 본 발명에서는 원본-영상데이터를 16 x 16 크기의 블록으로 분할하고, 각 블록을 다시 8 x 8 크기로 평균값 샘플링을 한 뒤 DCT 및 양자화 과정을 수행하여 상위 8 Bytes의 계수를 선택하여 인증코드를 생성한다. Therefore, referring to FIG. 5, the present invention divides the original-image data into blocks having a size of 16 × 16, averages each block to a size of 8 × 8, and performs DCT and quantization to perform the upper 8 Bytes. Select the coefficient to generate the authentication code.
이때, 만일 공격자가 영상의 색상정보를 일부 변화시키는 것이 아니라 블록보다 큰 크기의 영역을 완전히 잘라내기 공격을 하였을 때는 도 1 및 도 2에서 삽입된 인증코드를 이용해 인증을 수행하였을 때 해당 블록에서 검출한 인증코드와 계산된 인증코드가 0으로 같아지게 되어 올바른 인증을 수행할 수 없게 된다. At this time, if the attacker attacked by completely cutting out the area of the size larger than the block instead of partially changing the color information of the image, it is detected in the block when authentication is performed using the authentication code inserted in FIGS. 1 and 2. One authentication code and the calculated authentication code are equal to 0, so that proper authentication cannot be performed.
이 문제를 방지하기 위하여, 선택된 DCT 인증코드를 영상데이터의 수신측과 공유된 비밀키와 XOR 연산을 수행하여 최종적인 인증코드를 생성한다. In order to prevent this problem, a final authentication code is generated by performing an XOR operation with the secret key shared with the receiver of the image data.
"비밀키"는 인증기관을 통하여 발행된 키를 사용할 수도 있으며 또는 사용자 정보(user-specific code), 즉 사용자에 특화된 고유ID, 비밀번호, 기관코드, 영상생성장치ID, 그리고 타임코드 등을 응용목적에 따라 유연하게 사용할 수 있다.The "secret key" may use a key issued through a certification authority, or user-specific code, i.e., a user-specific code, a unique ID, a password, an organization code, an image generating device ID, and a time code. It can be used flexibly.
도 6 내지 도 8은 도 1 내지 도 4에서의 블록단위의 인증코드 삽입 및 검출 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 1 내지 도 4, 그리고 도 6 내지 도 8을 참조하여 도 1의 과정에서 생성된 인증코드를 각 블록에 삽입하고 검출하기 위한 점진적 차이값 히스토그램 쉬프팅을 이용한 가역 워터마킹 생성 과정을 설명하도록 한다. 알고리즘을 설명하도록 한다.6 to 8 are diagrams for describing a process of inserting and detecting an authentication code in a block unit in FIGS. 1 to 4. Referring to FIGS. 1 to 4 and 6 to 8, a process of generating a reversible watermark using incremental histogram shifting for inserting and detecting the authentication code generated in the process of FIG. 1 into each block will be described. Describe the algorithm.
종래에는 회색조 영상을 위한 것이며, 영상데이터 전체에 대한 인증만을 수행하였으나 본 발명은 R, G 및 B 컬러 영상에 대하여 블록 단위 인증을 수행한다. Conventionally, for grayscale images, only authentication for the entire image data is performed, but the present invention performs block-by-block authentication for R, G, and B color images.
먼저, 도 6의 임의의 점진적 차이값 히스토그램을 참조하면, 블록 단위의 인증코드 삽입시, 인증코드를 구성하는 메시지의 용량, 그리고 워터마킹-영상데이터의 품질은 응용분야의 요구에 따라 삽입레벨 L로 조절가능하다. First, referring to any gradual difference histogram of 6, when the block verification code insertion, the capacity of the messages that make up the verification code, and the watermark-quality image data is inserted according to the needs of the application level L Adjustable with
0 부터 시작되는 L의 값에 따라 점진적 차이값 히스토그램에서 메시지 삽입에 이용되는 빈(bin)은 0 번 빈 주위인 {(-L-1)∼(+L)} 까지 이다.Depending on the value of L starting from 0, the bin used for message insertion in the progressive difference histogram is from {( -L -1) to (+ L )} around the 0th bin.
도 7은 도 1의 단계(S5)에서 삽입레벨 L이 1인 경우, 메시지가 삽입되는 과정에서 점진적 차이값 히스토그램이 수정되는 절차를 나타낸다. FIG. 7 illustrates a procedure in which a progressive difference histogram is corrected in a process of inserting a message when the insertion level L is 1 in step S5 of FIG. 1.
먼저 원본-영상데이터에 대하여 점진적 차이값 히스토그램을 구성한 후(도 7(a)), 메시지 삽입공간을 확보하기 위하여 삽입에 이용되지 않는 빈(bin) 들을 쉬프트한다(도 7(b)). First, a progressive difference histogram is constructed with respect to the original-image data (Fig. 7 (a)), and then bins not used for insertion are shifted to secure a message insertion space (Fig. 7 (b)).
다음으로 삽입할 메시지를 비트 값으로 변경하는 과정을 통해 점진적 차이값 히스토그램을 수정함으로써(도 7(c) 및 도 7(d)), 수정된 점진적 차이값 히스토그램을 반영하여 도 1의 단계(S6) 및 단계(S7) 과정을 거쳐 워터마킹-영상데이터를 생성한다. Next, by modifying the progressive difference histogram (FIG. 7 (c) and FIG. 7 (d)) by changing the message to be inserted into a bit value, the step S6 of FIG. 1 is reflected to reflect the corrected progressive difference histogram. And watermarking-image data through step S7.
도 8은 도 3의 단계(S14)에서 삽입레벨 L이 1인 경우, 메시지를 검출하여 원본-영상데이터를 복원하는 과정에서 점진적 차이값 히스토그램이 수정되는 절차를 나타낸다. FIG. 8 illustrates a procedure in which a progressive difference histogram is corrected in a process of recovering original-image data by detecting a message when the insertion level L is 1 in step S14 of FIG. 3.
먼저 워터마킹-영상데이터에 대하여 점진적 차이값 히스토그램을 구성한 후(도 8(a)), 메시지 삽입공간을 스캔하여 인증코드를 구성하는 삽입된 메시지를 검출한다(도 8(b)). First, a progressive difference histogram is constructed for the watermarking-image data (Fig. 8 (a)), and then the inserted message constituting the authentication code is detected by scanning the message insertion space (Fig. 8 (b)).
다음으로 메시지를 삽입하기 위하여 수정되었던 점진적 차이값 히스토그램을 복원하고(도 8(c) 및 도 8(d)), 공간확보를 위하여 쉬프트 되었던 빈(bin)들을 복원한 뒤(도 8(e)), 복원된 점진적 차이값 히스토그램을 이용하여 원본-데이터영상을 복원한다. Next, restore the progressive difference histogram that was modified to insert the message (Figs. 8 (c) and 8 (d)), and then restore the bins that were shifted to secure the space (Fig. 8 (e)). ), The original-data image is restored by using the restored progressive difference histogram.
도 9 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 차이값 히스토그램 기반의 가역 워터마킹을 이용한 블록단위 영상 인증방법 실행에 따른 실험 및 성능 평가를 설명하기 위한 도면이다. 9 to 13 are diagrams for explaining the experiment and the performance evaluation according to the block-based image authentication method using the difference value histogram-based reversible watermarking according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실험에 사용된 원본-영상데이터는 USC-SIPI(University of Southern California-Signal & Image Processing Institute) 이미지 데이터베이스의 8-Bits 컬러 512x512 영상 Airplane, baboon, House, Lena, Peppers, Sailboat, Splash, 그리고 Tiffany의 8개이며 도 9에 도시되어 있으며, 워터마킹-영상데이터는 도 11에 도시되어 있다. The original-image data used in the experiments of the present invention is an 8-Bits color 512x512 image from the University of Southern California-Signal & Image Processing Institute (USC-SIPI) image database Airplane, baboon, House, Lena, Peppers, Sailboat, Splash, And eight of Tiffany are shown in FIG. 9, and watermarking-image data is shown in FIG.
원본-영상데이터 및 워터마킹-영상데이터의 품질은 다음 수학식 1과 수식 2를 통하여 계산된 PSNR(dB)로 측정하였다.The quality of original-image data and watermarking-image data were measured by PSNR (dB) calculated through
[규칙 제26조에 의한 보정 08.03.2012]
수학식 1
[규칙 제26조에 의한 보정 08.03.2012]
수학식 2
여기서, M과 N은 각각 영상의 가로 및 세로 크기이며, P(i,j)는 원본-영상데이터의 픽셀값, P'(i,j)은 워터마크가 삽입된 워터마킹-영상데이터의 픽셀값이고, n은 한 픽셀을 표현할 때 필요한 비트의 수(Bit Depth)이다.Where M and N are the horizontal and vertical sizes of the image, respectively, P (i, j) is the pixel value of the original-image data, and P '(i, j) is the pixel of the watermarking-image data with the watermark embedded therein. Value, and n is the number of bits (Bit Depth) needed to represent one pixel.
성능평가를 위해 도 10의 대표적인 공격방법인 “Brightness”, “Darkness”, “Manipulating”, “Blurring” 과 “Copy&Paste”에 대하여 실험하였다. 인텔 i5-450M 마이크로 프로세서와 MS Windows 7 개인용 컴퓨터 환경에서 Visual Studio C++ 6.0을 이용하여 성능을 측정하였다.For the performance evaluation, the typical attack methods “Brightness”, “Darkness”, “Manipulating”, “Blurring” and “Copy & Paste” of FIG. 10 were tested. Performance was measured using Visual Studio C ++ 6.0 on an Intel i5-450M microprocessor and
전체 인증코드를 삽입한 워터마킹-영상데이터를 나타내는 도 11을 통해 알 수 있듯이 영상의 변화를 인간의 시각적 능력으로 감지할 수 없다. 실험영상에 대하여 인증코드를 워터마킹한 결과를 하기의 표 1에 나타내었다. 시각적 품질인 PSNR은 평균 36 dB로 양호한 상태이다. As can be seen from FIG. 11 representing the watermarking-image data in which the entire authentication code is inserted, the change of the image cannot be detected by human visual ability. Watermarking the authentication code for the experimental image is shown in Table 1 below. PSNR, the visual quality, is in good condition with an average of 36 dB.
표 1
이 결과를 통해 알 수 있듯이, 제안한 영상 인증 가역 워터마킹 알고리즘 방식에 의한 점진적 차이값 히스토그램 기반의 가역 워터마킹을 이용한 블록단위 영상 인증방법의 성능은 영상 특성에 따라 조금씩 달라진다. As can be seen from this result, the performance of the block-based image authentication method using incremental histogram-based reversible watermarking by the proposed image authentication reversible watermarking algorithm is slightly different depending on the image characteristics.
예를 들면, "Splash"처럼 저주파 성분을 더 많이 포함하고 있는 영상이 품질을 좋게 유지하면서도 높은 삽입용량을 얻을 수 있지만 "Baboon"처럼 고주파 성분이 많은 영상은 상대적으로 품질이 낮아진다는 것을 알 수 있다. For example, an image containing more low frequency components such as "Splash" can obtain a high insertion capacity while maintaining good quality, but an image having a lot of high frequency components such as "Baboon" is relatively low in quality. .
16x16 블록에 8 Bytes 씩 R, G 및 B 채널 각각에 삽입되었으므로 삽입용량은 0.75 bpp(bits per pixel)로 동일하며, 단일 채널에 대한 삽입용량은 0.25 bpp이다.The insertion capacity is the same as 0.75 bits per pixel (ppb), and the insertion capacity for a single channel is 0.25 bpp since 8 Bytes are inserted into each of 16 channels by 16 Bytes.
표 1에서 평균값을 살펴보면 삽입 과정에 걸린 시간은 평균 0.69초이며, 인증코드 검출 및 인증에 걸린 시간은 평균 0.64초이다. 인증률은 97.7%로서 대부분의 손상 블록을 탐지할 수 있었다. Looking at the average value in Table 1, the insertion process took 0.69 seconds on average, and the authentication code detection and authentication took 0.64 seconds on average. The authentication rate was 97.7%, which detected most of the compromised blocks.
도 12는 도 9의 House 영상에 대하여 실제 공격을 하였을 경우에 공격-영상데이터에 대한 본 발명에 따른 점진적 차이값 히스토그램 기반의 가역 워터마킹을 이용한 블록단위 영상 인증방법에 의한 위변조를 탐지한 실험 결과를 나타내는 인증-영상데이터를 나타낸다.FIG. 12 is an experimental result of detecting forgery by a block unit image authentication method using incremental histogram-based reversible watermarking according to the present invention when an actual attack is performed on the House image of FIG. 9. FIG. Represents authentication-video data.
한편, 도 13은 도 9의 Airplane 영상에 대하여 실제 공격을 하였을 경우에 공격-영상데이터에 대한 본 발명에 따른 점진적 차이값 히스토그램 기반의 가역 워터마킹을 이용한 블록단위 영상 인증방법에 의한 위변조를 탐지한 인증-영상데이터를 확대한 것을 나타내는 도면이다.On the other hand, Figure 13 detects the forgery by the block-based image authentication method using a gradual difference value histogram-based reversible watermarking according to the present invention when the actual attack on the Airplane image of FIG. 9 It is a figure which shows enlarged authentication | video image data.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.The invention can also be embodied as computer readable code on a computer readable recording medium. Computer-readable recording media include all kinds of recording devices that store data that can be read by a computer system.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disks, optical data storage devices, and the like, which are also implemented in the form of carrier waves (eg, transmission over the Internet). It also includes.
또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion. And functional programs, codes and code segments for implementing the present invention can be easily inferred by programmers in the art to which the present invention belongs.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. As described above, the present specification and drawings have been described with respect to preferred embodiments of the present invention, although specific terms are used, it is only used in a general sense to easily explain the technical contents of the present invention and to help the understanding of the present invention. It is not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention can be carried out in addition to the embodiments disclosed herein.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015088106A1 (en) * | 2013-12-13 | 2015-06-18 | 삼성테크윈 주식회사 | Method and system for removing image noise |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102108192B1 (en) * | 2013-05-30 | 2020-05-07 | 주식회사 마크애니 | Method, Apparatus and System for Inserting Watermark |
| KR102180924B1 (en) * | 2014-05-27 | 2020-11-19 | 한밭대학교 산학협력단 | System and Method for Embedding and Extracting Digital Watermark Using QR Code |
| CN114885071B (en) * | 2022-04-24 | 2023-09-22 | 河南职业技术学院 | Security transmission method of equipment production data based on artificial intelligence |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010074604A (en) * | 2001-05-10 | 2001-08-04 | 김주현 | Real-Time Watermarking Insertion/Extraction method for MPEG Stream using Block unit Quantization |
| US20010026616A1 (en) * | 2000-03-23 | 2001-10-04 | Nec Corporation | Electronic watermark data insertion apparatus and electronic watermark data detection apparatus |
| JP2010193404A (en) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Nihon Univ | Electronic watermark embedded image content creating method |
-
2011
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-
2012
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20010026616A1 (en) * | 2000-03-23 | 2001-10-04 | Nec Corporation | Electronic watermark data insertion apparatus and electronic watermark data detection apparatus |
| KR20010074604A (en) * | 2001-05-10 | 2001-08-04 | 김주현 | Real-Time Watermarking Insertion/Extraction method for MPEG Stream using Block unit Quantization |
| JP2010193404A (en) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Nihon Univ | Electronic watermark embedded image content creating method |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015088106A1 (en) * | 2013-12-13 | 2015-06-18 | 삼성테크윈 주식회사 | Method and system for removing image noise |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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