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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.
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Baleen Whale Sound Synthesis using a Modified Spectral Modeling
전희성,파르나브 다르,김철홍,김종면,Jun, Hee-Sung,Dhar, Pranab K.,Kim, Cheol-Hong,Kim, Jong-Myon Korea Information Processing Society 2010 정보처리학회논문지B Vol.17 No.1
스펙트럴 모델링 합성 (Spectral Modeling Synthesis, SMS)은 뮤지컬 사운드 모델링을 위한 강력한 툴로써 사용되어 왔다. 이 기술은 사운드를 결정적 (deterministic) 성분과 통계적 (stochastic) 성분의 조합으로 간주한다. Deterministic 성분은 크기 (amplitude), 주파수 (frequency), 위상 (phase) 함수에 따른 사인파의 연속으로 표현되는 반면, stochastic 성분은 백색 잡음 (white noise)으로 자극된 시간 변화 필터로서 동작하는 크기 스펙트럼 엔블로프 (spectrum envelop)의 연속으로 표현된다. 이러한 표현들은 원음의 모든 지각적인 특징들을 활용해 합성된 사운드를 구현 가능케 한다. 하지만, 고래 소리와 같은 복잡한 사운드에 대해 기존의 SMS를 사용할 때 연속적인 프로임에 있는 부분 주파수가 다른 경우 결정적 성분에서 상당한 위상 변화가 발생한다. 왜냐하면 기존의 SMS는 사운드의 결정적 성분을 합성하기 위해서 계산된 위상을 이용하기 때문이다. 그 결과 기존의 SMS는 높은 주파수 영역에서 원래 스펙트럼과 합성된 스펙트럼 사이에서 좋은 스펙트럼 매칭을 제공하지 못한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문은 수정된 SMS를 제안한다. 제안하는 SMS는 결정적 성분을 합성하기 위해 원래 주파수 정보를 이용할 뿐만 아니라 주파수 영역에서 복잡한 잔재 (residual) 스펙트럼을 계산함으로써 원음과 합성음 사이에서 좋은 스펙트럼 매칭을 제공한다. 다양한 고래 소리 합성을 모의 실험한 결과, 제안된 방법은 시간 및 주파수 영역에서 기존의 SMS와 유사한 성능을 보였다. 하지만, 제안된 방법은 기존의 SMS보다 스펙트럼 매칭에서 더 좋은 성능을 보였다. Spectral modeling synthesis (SMS) has been used as a powerful tool for musical sound modeling. This technique considers a sound as a combination of a deterministic plus a stochastic component. The deterministic component is represented by the series of sinusoids that are described by amplitude, frequency, and phase functions and the stochastic component is represented by a series of magnitude spectrum envelopes that functions as a time varying filter excited by white noise. These representations make it possible for a synthesized sound to attain all the perceptual characteristics of the original sound. However, sometimes considerable phase variations occur in the deterministic component by using the conventional SMS for the complex sound such as whale sounds when the partial frequencies in successive frames differ. This is because it utilizes the calculated phase to synthesize deterministic component of the sound. As a result, it does not provide a good spectrum matching between original and synthesized spectrum in higher frequency region. To overcome this problem, we propose a modified SMS that provides good spectrum matching of original and synthesized sound by calculating complex residual spectrum in frequency domain and utilizing original phase information to synthesize the deterministic component of the sound. Analysis and simulation results for synthesizing whale sounds suggest that the proposed method is comparable to the conventional SMS in both time and frequency domain. However, the proposed method outperforms the SMS in better spectrum matching.
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