A Spread Spectrum Zero Video Watermarking Scheme based on Dual Transform Domains and Log-Polar Transformation

DaYou Jiang,De Li,JongWeon Kim 보안공학연구지원센터 2015 International Journal of Multimedia and Ubiquitous Vol.10 No.4

This paper proposes a zero-video watermark scheme based on 2D-DWT and pseudo 3D-DCT, otherwise Singular Value Decomposition and log-polar transform are applied. The method makes no changes to original images while embedding the owner information of images so as to achieve high transparency. The log-polar transform ensures that the method is robust to rotation operations. In order to achieve the high robustness and security, we use chaotic logistic mapping and spread spectrum (CLMSS) to spread the watermark information. we also use the visual cryptography (VC) scheme to split the secret image into two shares. In the scheme, we use spread spectrum to encode the watermark to a Code Division Multiple Access watermark and use dual transform and log-polar to generate the feature values. Then the visual cryptography scheme is applied to generate the secret image from the feature values and the watermark. In the extraction scheme, we use the secret image which is registered to certification authority and the feature values extracted from the examined image with visual cryptography scheme to generate the CDMA watermark, and then decrypt it to get the watermark information. The experimental are conducted to verify the robustness through a series of experiments.

MBOK 확산 스펙트럼 기반의 지상파 DMB 워터마킹 성능 향상 기법 연구

차재상,이민호,이경근,김정태,김건,박소라,이용태,배정남 한국ITS학회 2010 한국ITS학회논문지 Vol.9 No.1

본 논문에서는 MBOK 확산 스펙트럼 기반의 지상파 DMB 워터마킹 성능 향상 알고리즘에 대해 알아보았다. 제안된 기법을 지상파 DMB 시스템에 적용함으로써 워터마킹 확산코드를 통한 부가 정보 전송이 가능하고 주파수 효율도 개선되었다. MBOK 확산 스펙트럼 방식을 사용할 경우 기존의 직접 확산 방식에 비해 속도가 2m배 향상되지만, m값이 커질수록 하드웨어의 복잡도가 증가하기 때문에 최적 상황에 맞게 검토하여 사용해야한다. 모의실험을 통하여 MBOK 확산 스펙트럼 기법 및 데이터를 반복하여 전송하는 에버리징을 적용한 성능을 분석하였고, 유용성을 확인하였다. 모의실험 을 통하여 MBOK 확산 스펙트럼 기법의 DER 성능 및 에버리징의 수가 증가할수록 성능이 향상되는 것을 확인하였다. 본 논문에서 제안한 기술은 전송 방식으로 OFDM을 사용하는 통신 시스템에서 워터마킹을 이용한 부가 정보 전송 기술 연구를 위한 유용한 자료로 활용할 수 있다. In this paper, we proposed analysis performance improvement technique for T-DMB watermarking based on MBOK spread spectrum. By applying the proposed scheme to T-DMB system, it allows additional data transmission and improves spectral efficiency of data transmission through watermarking spreading code. Using MBOK spread spectrum technique, data rate improved 2m-times existing direct sequence spread spectrum. However, since hardware complexity increase as the value of m becomes large, the method should be used with optimal situation. We analyze T-DMB watermarking techniques performance with MBOK spread spectrum and averaging. As a result, we confirm DER performance of MBOK spread spectrum scheme and it is shown system performance is improved as the number of averaging increases. The results of the paper can be applied to wireless multimedia digital broadcasting system.

OOK-SS Watermarking을 이용한 LED-ID용 송신기 검출기법에 관한 연구

차재상,김진영,장영민,임윤식,김종태,이경근,이민호 한국인터넷방송통신학회 2010 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.10 No.6

본 논문에서는 OOK-SS Watermarking기법을 LED 통신에 적용하여 위치정보 및 부가데이터 전송 및 복원이 가능한 LED-ID 식별기술을 제안하였다. LED 신호의 단극성 신호 특성상 Wateramrking용 확산코드로 기존의 양극성이 아닌 단극성 코드를 사용했으며, LED 신호에 확산코드를 이용한 Watermarking기법을 적용할 경우 영향력 평가 및 성능을 분석하고, LED-ID 위치인식을 위한 유용성을 입증하였다. We propose new identification method of LED location in indoor environment. It can transmit and receive position information and additional data, as applying OOK-SS watermarking method for LED transmission signal. Especially, we use a unipolar form code for watermarking spread code, because LED signal has unipolar characteristic. we analysis LED signal influence and interference with watermarking code, demonstrate usefulness of LED-ID using OOK-SS Watermarking.

일반화된 K 페이딩 채널에서 디지털 워터마킹 기법을 이용한 부가데이터 전송 기법

김주찬,김진영 한국인터넷방송통신학회 2010 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.10 No.2

본 논문에서는 디지털 워터마킹 기법을 이용하여 부가데이터를 전송하기 위해 일반화된 K 페이딩 채널에서의 채널용량 수식을 유도하였다. 대역확산 워터마킹 기법(Spread Spectrum Watermarking: SSW)은 디지털 워터마킹 기법 중의 하나로 무선 채널에서 잡음에 대해 강인한 특성을 지니며, 수신단에서의 신호 검출이 상관기에 의해 간단히 이루어지기 때문에 널리 사용되는 방식이다. 대역확산 워터마킹 기법에 의해 생성된 부가데이터를 무선통신 시스템에 적용하기 위해서는 워터마킹 신호가 무선 채널에 의해 받는 영향에 대한 연구가 필수적으로 요구된다. 모의실험 결과로부터 대역확산 워터마킹 시스템의 채널용량이 HWR, WNR, fx, 그리고 PN 시퀀스의 길이에 따라 변화함을 확인하였고, 또한 적정 데이터를 전송하기 위하여 필요한 HWR과 WNR의 레벨을 수식으로부터 결정할 수 있음을 보였다. 본 논문의 결과는 PN 시퀀스를 이용하는 일반적인 대역확산 워터마킹 시스템에 적용할 수 있다. In this paper, we derive the channel capacity in order to transmit an additional data by using digital watermarking method in generalized-K fading channel. Spread spectrum watermarking is one of the digital watermarking methods which is the most promising technique due to it's very robustness to the channel noise and easy achieving of the signal detection by correlators at the receiver. It is important to analyze the channel capacity to transmit an additional data through wireless channel because the transmitted data would be affected by the channel fading effects. From the results, we confirm that the channel capacity of the SSW system can be determined by the HWR, WNR, PN length and host sampling frequency. Also, we verified that the level of HWR and WNR can be determined by the derived capacity formula. The results of this paper can be applied to general spread spectrum watermarking system.

홀로그램을 이용한 위치기반 워터마킹

김예진(Rui-Chen Jin),김종원(Jong-Won Kim) 융복합지식학회 2013 융복합지식학회논문지 Vol.1 No.1

본 논문에서는 위치정보를 가지고 있는 랜덤넘버 블록을 홀로그램 하여 정보를 확산 시킨 후 DWT(Discrete Wavelet Transform) 도메인에 삽입하는 워터마크 기술을 제안하였다. 삽입하려는 정보를 좌표화 시킨 후 보안키를 가지고 있는 랜덤넘버블록을 해당 좌표에 넣고 이를 홀로그램화하는 방법으로 워터마크를 생성한다. 삽입 과정은 생성된 워터마크를 2L(level)-DWT 도메인 중 HH2영역에 삽입한 수 IDWT과정을 거친다. 보안키를 가지고 있는 랜덤 넘버블록을 사용함으로써 보안성을 확보하고 2L-DWT 도메인에 삽입함으로써 강인성을 가진다. In this paper, we proposed a digital watermarking scheme using the position of the random number block in the subband of the DWT(Discrete Wavelet Transform). The random number block is spread by non-axial Fourier hologram and embedded into the subband. The position of the random number block expresses the watermark information by converting the information to the binary code that means an integer number. The proposed algorithm can achieve the higher PSNR ( Peak Signal to Noise Ratio) than that of traditional position based watermarking because the algorithm spread the block to the size of the subband which is embedded the watermark. When the embedding intensity of the watermark is 6.0 the PSNR of the watermarked image is over 40dB. If the strength is 6.0 the algorithm can detect the position of the block under the attacks such as JPEG compression and Gaussian noise, salt and pepper noise.

신분증 위변조 방지를 위한 이미지 워터마킹

나지하(Jihah Nah),김종원(JongWeon Kim),김재석(Jaeseok Kim) 한국콘텐츠학회 2011 한국콘텐츠학회논문지 Vol.11 No.12

본 논문에서는 신분증에 활용되는 사진의 위변조를 방지하기 위해서 사진 이미지에 신분증 소유자의 특정 정보를 은닉할 수 있는 새로운 워터마킹 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 이미지 분할과 확산 스펙트럼의 상관도 피크 위치를 변조하는 위치 코딩 기법을 이용하였다. 사진에 삽입된 워터마트는 인쇄와 스캔과정에서도 깨지지 않도록 강인성을 확보하였으며, 작은 사진에 주민등록번호와 같은 고유번호를 숨길 수 있는 충분한 삽입 용량을 확보하였다. 제안 알고리즘의 또 하나의 장점은 정보의 삽입과 추출을 1 × 1 화소 위가 아닌 2<SUP>h</SUP> × 2<SUP>w</SUP> 샘플 단위로 함으로써, 일정 범위내의 회전에 대해 보정없이 정보를 정확하게 추출할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 22명의 사진에 대해 300dpi의 스캐너와 프린터를 이용한 실험에서 256×256 크기의 신분증 사진에 40 비트의 정보가 0% BER로 삽입되고 추출될 수 있었다. 결론적으로, 제안 알고리즘은 인쇄, 스캔 과정에서 발생되는 잡음과 회전 에러에 대해 강인성을 보여준다. In this paper, a new image watermarking algorithm is proposed which can hide specific information of an ID cards owner in photo image for preventing IDs photo forgery. Proposed algorithm uses the image segmentation and the correlation peak position modulation of spread spectrum. The watermark embedded in photo ensures not only robustness against printing and scanning but also sufficient information capacity hiding unique number such as social security numbers in small-sized photo. Another advantage of proposed method is extracting accurate information with error tolerance within some rotation range by using 2<SUP>h</SUP> × 2<SUP>w</SUP> unit sample space not instead  ×  pixels for insertion and extraction of information. 40 bits information can be embedded and extracted at  ×  sized ID photo with BER value of 0 % when the test condition is 300dpi scanner and photo printer with 22 photos. In conclusion, proposed algorithm shows the robustness for noise and rotational errors occured during printing and scanning.

시간축 공격에 강인한 오디오 저작권보호 기술

배경율(Kyoung Yul Bae) 한국지능정보시스템학회 2009 지능정보연구 Vol.15 No.4

Even though the spread spectrum method is known as most robust algorithm to general attacks, it has a drawback to the time axis attack. In this paper, I proposed a robust audio copyright protection algorithm which is robust to the time axis attack and has advantages of the spread spectrum method. Time axis attack includes the audio length variation attack with same pitch and the audio frequency variation attack. In order to detect the embedded watermark by the spread spectrum method, the detection algorithm should know the exact rate of the time axis attack. Even if there is a method to know the rate, it needs heavy computational resource and it is not possible to implement. In this paper, solving this problem, the audio signal is transformed into time?invariant domain, and the spread spectrum watermark is embedded into the audio in the domain. Therefore the proposed algorithm has the advantages of the spread spectrum method and it is also robust to the time axis attack. The time?invariant domain process is that the audio is arranged by log scale time axis, and then, the Fourier transform is taken to the audio in the log scale time axis. As a result, the algorithm can get the time?invariant watermark signal.

공간 마스킹을 이용한 적응적 디지털 워터 마크

김현태 한국정보보호학회 1999 정보보호학회논문지 Vol.9 No.3

본 논문에서는 저작권 보호를 위한 워터마크 내장 방법으로 공간 스케일 변수를 사 용한 공간 마 스킹 방법을 제안한다. 일반적으로 워터마크 알고리즘에서영상에 삽입되는 워터마크의 크 기가 클수록 삽입된 워터마크는 여러 가지 변형에 강인하게 되지만 워터마크된 영상의 화질을 보장하기 어렵다. 반 대로 워터마크의 크기가 작게 되면 양질의 영상을 얻을수 있으나 삽입된 워터 마크의 강인 성을 보장할 수 없는 서로 상반되는 특성을 가지고 있다. 따라서 워터마크의 강인성과 영상의 화질 사이 의 타협점을 구하는 것은 매우 어렵다, 본 논문에서는 이와 같은 문제를 해결하기 위해 공간 마스킹을 사용하였다. 즉 대역 확산 기법으로 워터마크된 영상에 공간 마스킹을 하므로써 텍스쳐 영역과 같은 워 터마크가 인 간시각에 민감하지 않지만 압축 손실이 일어나는 복잡한 영역에서는 압축손실과 같은 일반 적인 영상 처 리에 강하도록 공간 마스킹으로 워터마크의 크기를 크게 하였으며 워터마크를 삽입하기 어 려운 즉 노이 즈에 민감하지만 압축 손실과 일반적인 영상 처리에 강한 평탄 영역에서는 워터 마크 삽입 으로 인한 화 질저하를 방지하기 위해 공간 마스킹으로 워터 마크의 크기를 작게 해 워터마크 삽입으로 인한 화질저 하를 방지하였다. 따라서 본 논문에서 제안한 워터마킹 기법은 워터마크된 영상이 공간 마 스킹에 의해 워터마크의 크기를 조절할 수 있어 영상의 질과 워터마크의 강인성 모두를 만족할수 있 다. 그리고 본 논문에서 제안한 워터마킹 방법이 손실 압축(JPEG)과 잡음 그리고 축소 및 확대 클리핑 (Clipping) 컬류 션(Collusion)등과 같은 신호처리에 강인함을 실험을 통해 입증하였다. In this paper we propose a new watermarking technique for copyright protection of images. The proposed technique is based on a spatial masking method with a spatial scale parameter. In general it becomes more robust against various attacks but with some degradations on the image quality as the amplitude of the watermark increases. On the other hand it becomes perceptually more invisible but more vulnerable to various attacks as the amplitude of the watermark decreases. Thus it is quite complex to decide the compromise between the robustness of watermark and its visibility. We note that watermarking using the spread spectrum is not robust enought. That is there may be some areas in the image that are tolerable to strong watermark signals. However large smooth areas may not be strong enough. Thus in order to enhance the invisibility of watermarked image for those areas the spatial masking characteristics of the HVS(Human Visual System) should be exploited. That is for texture regions the magnitude of the watermark can be large whereas for those smooth regions the magnitude of the watermark can be small. As a result the proposed watermarking algorithm is intend to satisfy both the robustness of watermark and the quality of the image. The experimental results show that the proposed algorithm is robust to image deformations(such as compression adding noise image scaling clipping and collusion attack). In this paper we propose a new watermarking technique for copyright protection of images. The proposed technique is based on a spatial masking method with a spatial scale parameter. In general it becomes more robust against various attacks but with some degradations on the image quality as the amplitude of the watermark increases. On the other hand it becomes perceptually more invisible but more vulnerable to various attacks as the amplitude of the watermark decreases. Thus it is quite complex to decide the compromise between the robustness of watermark and its visibility. We note that watermarking using the spread spectrum is not robust enought. That is there may be some areas in the image that are tolerable to strong watermark signals. However large smooth areas may not be strong enough. Thus in order to enhance the invisibility of watermarked image for those areas the spatial masking characteristics of the HVS(Human Visual System) should be exploited. That is for texture regions the magnitude of the watermark can be large whereas for those smooth regions the magnitude of the watermark can be small. As a result the proposed watermarking algorithm is intend to satisfy both the robustness of watermark and the quality of the image. The experimental results show that the proposed algorithm is robust to image deformations(such as compression adding noise image scaling clipping and collusion attack).

블록 인덱싱을 이용한 블라인드 워터마킹 기법

한승우,신상욱,강현호 한국콘텐츠학회 2005 한국콘텐츠학회논문지 Vol.5 No.6

In this paper, we propose an efficient watermarking algorithm using block indexing. The proposed algorithm is a novel blind watermarking scheme using the indexed watermark value based on the spread spectrum method. The watermark insertion is allocated into index value of each block after dividing original image into sub-blocks. The watermark embedded in mappinged with index values of blocks, And the mappinged blocks convert to DCT and then the PN sequence embedded to middle frequency band. Consequently the watermark is expressed by index value of sub-blocks. The watermark extracted from the correlation of between PN sequence and watermarked image. Experimental results demonstrate that the watermarked image has a good quality in terms of imperceptibility and is robust against various attacks. 본 논문에서는 멀티미디어 콘텐츠에 정보를 은닉시키기 위해 블록의 인덱스 값을 이용한 워터마킹 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 대역확산통신 기반에서 인덱스화된 워터마크를 이용하는 새로운 블라인드 워터마킹 기법이다. 워터마크 삽입은 원 영상을 서브블록으로 분할한 후 각 블록에 인덱스 값을 할당한 후, 삽입하고자하는 워터마크를 블록의 인덱스 값과 매핑시키고, 매핑 된 블록을 DCT로 변환시킨 다음 DCT 공간의 중간 주파 주파수 영역에 PN시퀀스를 삽입한다. 결과적으로 워터마크를 인덱스 값으로 표현하는 기법이다. 워터마크의 추출은 원 영상 없이 PN시퀀스와 워터마크가 삽입된 영상의 상관관계에 의해서 가능하다. 실험결과 워터마크가 삽입된 영상은 시각적으로 손상을 감지하기 어려울 정도로 화질열화는 적었으며, 다양한 신호처리 적인 공격에도 강인성을 보였다.

선택적 블록 삽입을 통한 H.264/AVC에서의 비디오 워터마킹 방법

김정민,최용수,김형중 한국정보통신설비학회 2011 정보통신설비학회논문지 Vol.10 No.2