시각적 특성을 이용한 효과적인 브라인더 워터마킹

본 논문에서는 웨이블릿 서브밴드의 시각적 특성을 이용한 새로운 브라인드 워터마킹 기법을 제안한다. 제안한 방법은 기존 방법들의 문제점을 해결하기 위하여, 웨이블릿 서브밴드의 시각적인 특성을 이용한 계수교환을 통하여 영상의 손실을 최소화하면서 워터마크를 삽입한다. 또한 저주파성분과 고주파성분에 고르게 워터마크를 삽입함으로써 보다 공격에 강인하게 하였다. 이때 삽입되는 워터마크는 추출시에 시각적으로 쉽게 인지할 수 있는 영상 워터마크를 사용하였다. 그리고 추출은 원영상 없이도 워터마크된 영상만으로 워터마크를 추출할 수 있다. 실험결과, 제안한 방법의 워터마킹 영상들은 PSNR 측정결과, 약 42dB로 우수함을 보였으며, 시각적으로도 손상을 감지하기 어려웠다. 또한, 강인성 검증을 위한 손실압축, 클리핑, 블러링, 샤프닝, 필터링 후에 워터마크 추출 시에서도 평균적으로 NC가 0.94 이상으로 기존 방법들에 비해 우수한 검출 결과를 보였다. 그림 9는 워터마킹 된 영상의 잡음 공격에 대한 워터마크의 강인성 실험과, 고주파 및 저주파 필터를 통과시킨 후, 워터마크의 강인성을 실험하였다. 임펄스와 고주파필터 공격에 워터마크가 일부 훼손되어 보이나, 가우시안과 저주파 필터에는 상대적으로 워터마크를 잘 유지한다. 이상의 다양한 공격들에 대한 워터마크의 강인성 실험에서, 제안된 방법은 대부분 워터마크를 잘 유지하였다. 그리고 추출된 워터마크의 NC가 평균적으로 0.94이상을 유지하는 높은 추출율을 보였다. 본 논문에서는 기존 웨이블릿 기반의 워터마킹 기법들의 문제점을 해결하기 위해 웨이블릿 서브밴드들이 갖는 시각적 특성을 고려한 블라인드 워터마킹 기법을 제안하였다. 각 웨이브릿 서브밴드의 시각적인 특성을 이용하여 각 가상 마스크에서계수 값차가 가장 작은 방향으로 계수들을 교환함으로써 원 영상의 손실을 최소화하면서 워터마크를 삽입하였다. 또한 고주파 성분과저주파 성분에도 워터마크를 삽입함으로써 공격에 대한강인성을 높였다. 워터마크 추출 시에는 계수 값 사이의 크기 상관관계를 이용함으로써 특정 임계치가 필요없을 뿐만 아니라 원 영상 없이도 워터마크를 추출할 수있다. Lena를 포함한 여러 개의 표준실험 영상들을 사용하여 실험한 결과, 워터마크가 삽입된 영상과 원 영상을 비교할 때 객관적인 PSNR 측정에서 약 42dB을 유지하였으며, 주관적인 관찰에서도 시각적인 차이를 거의 느끼지 못하였다. 또한 워터마킹 된 영상에 밝기, 대비변화, 클리핑, 손실압축, 축소, 회전, 필터링 등의 대한다양한 공격들을 가한 후에도 기존 방법들에 비하여 객관적인 NC 측정에서 평균적으로 약 0.94 이상을 유지하는 강인성을 나타내었고, 주관적으로도 대부분의 추출된 워터마크가 잘 유지되었다. 향후 연구로서는 국제 표준인 JPEG2000 압축과정속에 제안한 알고리즘을 삽입하여 저장이나 전송을 위한 압축과정과 워터마킹 과정을 통합하여 구현하고, 시스템 성능을 평가 후, 보완할 계획이다.