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학위논문 상세정보

영상인증을 위한 워터마킹 기술과 하드웨어 구현 : Watermarking Techniques for authentication and their hardware omplementation 원문보기

  • 저자

    임현

  • 학위수여기관

    목포대학교 대학원

  • 학위구분

    국내박사

  • 학과

    전자공학과

  • 지도교수

    박순영

  • 발행년도

    2004

  • 총페이지

    ix, 94 p.

  • 키워드

  • 언어

    eng

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T13534614&outLink=K  

  • 초록

    디지털 미디어의 저장매체와 네트웍 배급의 빠른 성장은 그들의 저작권 보호와 내용을 인증하는 안전한 장치를 요구하고 있다. 디지털 워터마킹은 이러한 멀티미디어의 저작권 위반을 검사하거나 디지털 멀티미디어의 내용을 인증하기 위해 많은 관심을 끌어 왔다. 본 논문에서는 디지털 영상에서 워터마킹을 기반으로 하는 인증 알고리즘과 하드웨어 구현을 제시한다. 디지털 영상의 내용을 인증하기 위하여 세가지 형태의 semi-fragile 워터마킹 기술이 제안되는데 먼저, 통계적인 연산자를 가진 영상 인증 알고리즘을 개발하기 위하여 베르누이 랜덤 변수의 특성과 DCT 계수의 룩업표(LUT)를 기반으로 하는 워터마킹 기술이 제안된다. 여기서 워터마크는 베르누이 랜덤 수에 의해 생성되며 LUT는 DCT 계수의 일반화된 가우시안 분포에서 균등 분포된 간격에 따라 0과 1의 선택된 이진수를 랜덤하게 매핑하여 얻는다. 워터마크는 계수에 따라 LUT의 성분과 워터마크를 비교하여 삽입되며 워커마크된 계수를 맞추어진 LUT의 성분에서 워터마크를 검출하게 된다. 특히 베르누이 분포에 의한 워터마크 검출은 신뢰할 수 있는 인증을 결정하기 위해 통계적인 해석이 유도된다. 다음으로 영상의 특징 벡터에 기반하여 안전하게 워터마크를 생성하고 삽입하는 해쉬 기반의 워터마킹 기술을 제안한다. 처음에 블록화된 영상에서 에지 패턴에 신경만을 적용하여 효과적으로 특징을 정량화하며 추출된 특징 벡터는 의사 랜덤 생성기의 시드 값에 대한 해쉬함수에 입력되어 워터마크를 생성한다. 워터마크 삽입은 블록화된 확산 스펙트럼 방법과 비지각성 강인성 사이의 좋은 균형을 유지하기 위해 DCT 계수의 AC 부대역에서 지그재그 주사된 국부적 통계성에 따라 조정된 세기값을 기반으로 한다. 그러므로 제안된 인증 기술은 내용 기반의 fragile 특성과 상관성을 이용하여 내용의 조작에 대한 악의성을 구분할 수 있다. 또한 블록화된 인증의 검증에 따라 통계적인 해석이 적용된다. 마지막으로 JPEG 압축에 강인한 semi-fragile 워터마킹 방법을 개발하기 위하여 DCT 계수 양자화의 불변 특성을 이용한다. 제안된 방법은 디지털 카메라로부터 획득된 영상을 실시간으로 인증하기 위한 목적으로 하드웨어 구현의 용이성 및 보안과 가시적 검증에 기반하여 설계된다. 여기서 워터마크는 의사 랜덤 이진열과 영상의 이진 로고를 배타적으로 논리합하여 생성한다. 그런 후에 워터마크는 중간 주파수 대역의 미리 양자화된 DCT 계수의 LSB에 삽입된다. 또한 워터마킹 기반의 인증 알고리즘의 FPGA 구현은 하드웨어에 기반한 멀티미디어 인증 시스템을 개발하기 위하여 제안된다. 구현된 모든 디지털 카메라의 성분과 워터마크 알고리즘은 VHDL로 구현되고 시뮬레이션 및 합성되며 FPGA 장치에 다운된다. 제안된 semi-fragile 워터마킹 기술의 실험결과는 영상 인증에서 매우 효율적임을 보여준다. 그리고 FPGA 구현된 디지털 카메라는 소프트웨어 기반의 구현보다 훨씬 빠르게 획득된 영상에 워터마크를 삽입할 수 있음을 보여준다.


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