KR100878579B1

KR100878579B1 - 워터마킹 방법, 워터마크 확인 방법, 워터마킹 장치 및워터마크 확인 장치

Info

Publication number: KR100878579B1
Application number: KR1020060060934A
Authority: KR
Inventors: 박난경; 한길표; 김진이
Original assignee: 포스데이타 주식회사
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2009-01-15
Also published as: US20090310817A1; KR20080002244A; WO2008002103A1

Abstract

본 발명의 워터마킹 방법은, 비밀키를 사용하여 영상 프레임에 대한 전체 워터마크를 생성하는 단계; 영상 프레임을 다수개의 분할 프레임들로 분할하는 단계; 상기 각 분할 프레임을 구성하는 픽섹 데이타에 대하여 소정의 워터마크 생성 알고리즘을 수행하여 단위 워터마크를 생성하는 단계; 및 상기 각 단위 워터마크들을 영상 파일에 결합하는 단계를 포함하며, 비밀키를 사용하여 영상 프레임에 대한 전체 워터마크를 생성하는 단계를 더 포함하고, 상기 전체 워터마크 및 상기 각 단위 워터마크를 상기 디지털 영상 파일에 결합하는 것을 특징으로 한다.

발명의 다른 워터마킹 방법은, 영상 프레임을 다수개의 분할 프레임 - 각 분할 프레임은 이웃하는 분할 프레임과 일부 영역이 중첩됨 - 으로 분할하는 단계; 상기 각 분할 프레임을 구성하는 픽섹 데이타에 대하여 소정의 워터마크 생성 알고리즘을 수행하여 단위 워터마크를 생성하는 단계; 및 상기 각 단위 워터마크들을 영상 파일에 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 워터마킹 방법 및 확인 방법은, 연산량을 증대시키지 않고도 영상 프레임에서 위변조가 발생한 영역을 탐지할 수 있는 효과가 있다.

워터마크, 위변조 감지, 분할 프레임, 콜라쥬 공격

Description

워터마킹 방법, 워터마크 확인 방법, 워터마킹 장치 및 워터마크 확인 장치{Watermarking Method, Watermark Validation Method, Watermarking Device and Watermark Validation Device}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 워터마킹 장치의 구조를 도시한 블록도.

도 2a 내지 2d는 본 발명의 일실시예에 따른 워터마킹 방법의 개념을 도시한 개념도.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 워터마크 확인 장치의 구조를 도시한 블록도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 워터마킹 방법의 개념을 도시한 개념도.

도 5a 내지 5b는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 워터마킹 방법의 개념을 도시한 개념도.

도 6은 본 발명의 일실시예를 하나의 영상 프레임으로 이루어진 디지털 영상 파일에 적용한 경우를 나타낸 블록도.

도 7은 본 발명의 일실시예에 사용되는 워터마크 키 배포 방법을 도시한 개념도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101 : 전체 워터마크 생성부 102 : 프레임 분할부

103 : 단위 워터마크 생성부 104 : 파일 결합부

105 : 워터마크키 생성부 106 : 키 암호화부

201 : 단위 워터마크 추출부 202 : 부가 정보 추출부

203 : 프레임 분할부 204 : 단위 워터마크 산출부

205 : 비교부 206 : 키 복호화부

본 발명은 워터마크를 이용한 영상 이미지 데이터의 위변조 방지 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히, 위변조가 발생한 위치를 탐지할 수 있는 영상 이미지 데이터의 위변조 방지 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 인터넷과 멀티미디어 기술의 발달에 따라 디지털 이미지 데이터를 제공하는 서비스 또는 시스템도 함께 발달하고 있다. 특히, 디지털 동영상의 발전과 함께 동영상 편집 툴도 발전하여 쉽게 원래의 디지털 동영상을 위변조하는 것도 가능하게 되었다.

즉, 현재의 디지털 이미지 데이터 처리 기술의 발전은 응용의 편리성 및 다 양화 등의 장점이 있지만 데이터의 불법적인 위변조와 같은 보안 문제가 대두되었다.

특히 이와 같은 데이터의 불법적인 위변조 방법에 의해 DVR(Digital Video Recorder)을 이용하는 보안 시스템의 촬상 결과물이 위변조 된다면 보안 시스템 전체의 신뢰성을 저하시킬 수 있다.

이와 같은 디지털 이미지 데이터의 위변조를 방지하기 위해 워터 마킹 기술이 개발되었으며, 워터 마킹 기술은 멀티미디어 데이터에 사용자가 정의한 정보를 가시적으로 인지할 수 없도록 특정한 마크를 삽입한 후, 별도로 제작된 마크 추출기에 의하여 원 영상의 위변조 유무를 확인하는 기술이다.

종래의 워터마킹 방법은 한 시점의 영상 데이터인 영상 프레임 내의 전체 픽셀 데이터에 대하여 소정의 워터마킹 알고리즘을 적용하여 워터마크를 생성하고, 이를 영상 프레임과 함께 전송받은 수신측에서 다시 워터마크를 생성하고 전송받은 워터마크와 비교하는 방식으로 수행된다.

상기 종래기술과 같이 원 영상 프레임 전체에 대한 워터마크를 생성하는 방법을 이용하는 경우 영상의 특정 영역에 대한 변조행위를 탐지할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 영상 프레임에서 위변조가 발생한 영역을 탐지할 수 있는 워터마킹 방법 및 워터마크 확인 방 법을 제공하는데 그 목적이 있다.

더불어, 본 발명은 워터마킹을 위한 연산량의 증가를 최소화할 수 있는 효율적인 워터마킹 방법 및 워터마크 확인 방법을 제공하는데 그 심화된 목적이 있다.

더불어, 본 발명은 콜라쥬 기법 같은 공격으로부터 방어할 수 있는 워터마킹 방법 및 워터마크 확인 방법을 제공하는데 다른 심화된 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 워터마킹 방법은, 상기 디지털 영상 파일의 영상 프레임을 적어도 하나의 가로열과 적어도 하나의 세로열을 갖도록 분할하여 분할 프레임들을 형성하는 단계; 상기 각 분할 프레임을 구성하는 픽셀 데이타에 대하여 소정의 워터마크 생성 알고리즘을 수행하여 단위 워터마크를 생성하는 단계 및 상기 각 단위 워터마크들을 상기 디지털 영상 파일에 결합하는 단계를 포함하되, 비밀키를 사용하여 영상 프레임에 대한 전체 워터마크를 생성하는 단계를 더 포함하며, 상기 전체 워터마크 및 상기 각 단위 워터마크를 상기 디지털 영상 파일에 결합하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 워터마크 확인 방법은, 디지털 영상 파일에 포함된 부가 정보 및 영상 프레임을 분리하는 단계; 상기 부가 정보에서 각 분할 프레임에 대한 상기 단위 워터마크를 추출하는 단계; 상기 영상 프레임을 상기 부가 정보에 따라 다수개의 분할 프레임들로 분할하는 단계; 소정의 알고리즘에 따라 상기 분할 프레임에 대한 단위 워터마크를 산출하는 단계; 및 상기 추출된 단위 워터마크 및 산출된 단위 워터마크를 비교하여 상기 각 분할 프레임 영역의 위변조 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 워터마킹 장치는, 워터마킹하려는 영상 프레임을 다수개의 분할 프레임들로 분할하기 위한 프레임 분할부; 상기 분할 프레임에 대한 워터마크를 생성하기 위한 단위 워터마크 생성부; 상기 단위 워터마크들 및 워터마크 확인에 필요한 정보를 상기 디지털 영상파일에 결합하기 위한 파일 결합부 및 비밀키를 사용하여 상기 영상 프레임에 대한 워터마크를 생성하기 위한 전체 워터마크 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 워터마크 확인 장치는, 워터마킹된 이미지 파일로부터 적용된 워터마킹 기법에 대한 정보를 획득하기 위한 부가 정보 추출부; 상기 부가 정보에 따라 상기 워터마킹된 이미지 파일에 포함된 영상 프레임을 다수개의 분할 프레임들로 분할하기 위한 프레임 분할부; 상기 부가 정보로부터 상기 각 단위 프레임에 대한 단위 워터마크들을 추출하기 위한 단위 워터마크 추출부; 공개키를 사용하거나 키없는 방식으로 상기 각 분할 프레임에 대하여 소정의 워터마킹 알고리즘을 적용하여 단위 워터마크를 산출하기 위한 단위 워터마크 산출부; 및 각 분할 프레임에 대한 상기 추출된 단위 워터마크 및 상기 산출된 단위 워터마크를 비교하여 위변조 여부를 판단하기 위한 비교부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 장치/방법이 다음 2개의 부가적인 특징부를 더 구비하도록 구현할 수 있다. 상기 부가적인 제1 특징은, 영상 프레임에 대하여 비밀키를 사용한 워터마킹을 수행하여 전체 워터마크를 생성하고 상기 영상 프레임을 분할한 각 분할 프레임에 대하여 공개키 또는 키없는 워터마킹을 수행하여 단위 워터마크를 생성하는데 있으며, 상기 부가적인, 상기 분할 프레임은 이웃되는 분할 프레임과 일부 픽섹들이 오버랩되도록 구현하는데 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

(실시예)

도 1은 본 실시예에 따른 워터마킹 장치를 도시하고 있다.

도시한 워터마크 생성장치는 워터마킹하려는 영상 프레임을 단일한 크기의 분할 프레임으로 분할하기 위한 프레임 분할부(102); 상기 분할 프레임에 대한 워터마크를 생성하기 위한 단위 워터마크 생성부(103); 상기 영상 프레임에 대한 워터마크를 생성하기 위한 전체 워터마크 생성부(101); 및 상기 단위 워터마크들 및 워터마크 확인에 필요한 정보를 상기 영상 프레임을 보유하는 파일에 결함하기 위한 파일 결합부(104)를 포함한다.

여기서, 보안성 및 편의성을 위해서 상기 전체 워터마크 생성부(101)가 사용하는 워터마킹용 암호키(워터마크키라 칭한다)는 비밀키를 사용하며, 상기 단위 워터마크 생성부(103)가 사용하는 암호키에 대응하는 워터마크 확인단측의 키는 공개키를 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 전체 워터마크 생성부(101)가 생략된 구현이나, 보안성을 최대로 강화하는 구현의 경우에는 상기 단위 워터마크 생성 부(130)도 비밀키를 사용할 수 있다.

여기서, 비밀키는 워터마크를 생성하는 권한을 가지는 기관과 워터마크를 확인하는 권한을 가지는 기관만이 일대일 대칭적으로 보유하는 암호키를 말하며, 공개키는 워터마크를 확인하는 권한을 가지는 모든 기관에게 공통적으로 부여하는 암호키를 말한다.

상기 전체 워터마크 생성부(101)는 종래의 공지 기술을 적용하면 되므로 그 암호키를 포함하는 세부 설명은 생략한다.

상기 단위 워터마크 생성부(103)가 사용하는 워터마크키를 생성하기 위해 워터마크키 생성부(105)를 더 포함할 수 있다. 상기 워터마크키 생성부(105)는 이미지 파일 또는 영상 프레임에 따른 시드(seed)값을 입력받아 서로 다른 워터마크키를 생성할 수 있다. 또한, 상기 워터마크키가 생성한 워터마크키를 파일에 결합할 수 있도록 암호화하기 위한 키 암호화부(106)를 더 포함할 수 있다. 상기 키 암호화부(160)는 상기 워터마크키를 암호화할때 상기 전체 워터마크 생성부(101)가 사용하는 비밀키를 사용하도록 구현할 수도 있다.

도 2a 내지 2d는 일정한 크기의 분할 프레임을 사용하는 본 실시예의 워터마킹 방법을 도시하고 있다.

도 2a에 도시한 바와 같이 어느 한 시점의 전체 영역의 이미지 데이터인 영상 프레임에 대하여 먼저 비밀키를 사용하여 전체 워터마크를 생성한다. 이와 동시에, 도 2b에 도시한 바와 같이 상기 영상 프레임을 일정한 크기의 분할 프레임으로 분할하고, 공개키를 사용하여 각 분할 프레임에 대한 단위 워터마크를 생성한다. 다음, 도 2c에 도시한 바와 같이 각 단위 워터마크를 해당 분할 프레임 내부에 기록한다. 상기 분할 프레임 내부 기록을 위한 구체적인 방법은 후술하겠다.

이후, 이미지 파일에 적용된 워터마킹 기법에 대한 정보, 상기 전체 워터마크, 다수개의 상기 단위 워터마크들을 취합하여 도 2d에 도시한 바와 같은 부가 정보 블록을 구성하고, 이를 이미지 파일에 결합한다.

도 6은 하나의 영상 프레임으로 이루어진 이미지 파일을 예시한 것으로, 이미지 파일에 첨부되며 일반적인 서지 사항이 기재되는 헤더(410), 영상 프레임(420), 워터마크 블록(430), 워터마크키 블록(440)을 포함한다.

본 실시예에서는 전체 워터마크와 단위 워터마크의 이중 워터마킹 구조를 가지고 있는데, 이는 전체 워터마크만을 적용하면 어느 부분에서 위변조가 발생되었는가를 확인할 수 없으며, 단위 워터마크만을 적용하면 콜라쥬 공격(공격자가 인증된 블록들의 집합으로 새로운 작품을 만들어 내는 공격) 등에 무력하기 때문이다.

본 실시예에서는 고정된 단일 크기의 분할 프레임을 사용하므로 프레임 분할 방법이 비교적 단순하다. 즉, 상기 프레임 분할부(102)는 지정된 가로 픽셀수 및 세로 픽셀수를 가지는 분할 프레임들로 영상 프레임을 분할하는데, 도 3에 도시한 바와 같이 영상 프레임의 가로와 세로를 일정한 등간격으로 나누어 영상을 분할한다. 영상에 대한 가로(width)와 세로(height)에 대한 분할 개수를 각각 HorCount, VerCount라 하면 분할영상의 개수는 (width/HorCount)*(height/VerCount)가 됨을 알 수 있다.

상기 단위 워터마크 생성부(103)는 각 분할 프레임에 대하여 단위 워터마크를 생성하는데, 각 분할 프레임을 구성하는 모든 픽셀 데이터를 소정의 단위 워터마크 생성 알고리즘에 적용하여, 각 단위 워터마크를 생성한다.

예컨대, 도 2a 내지 2d의 방식을 비교적 단순한 방식의 XOR 연산을 수행하여 워터마크를 생성하는 알고리즘에 적용한 경우를 구체적으로 설명하겠다.

먼저 각 분할영상에 대한 워터마크를 생성한다. 영상의 가로 분할의 개수를 HorCount 라 하고 세로 분할의 개수를 VerCount 라 하면, m = 0, 1, …, HorCount -1, n = 0, 1, …, VerCount -1인 모든 (n,m)번째 분할영상 Bnm에 대한 워터마크를 구하여 이들을 연접하는 방법으로 분할영상에 대한 워터마크 정보를 구성한다. 분할 프레임에 대한 워터마크를 만드는 함수(F1)는 전체 영상 프레임에 대한 인증함수(F0)와 다르게 구성할 수 있다. 예컨대, 전체 영상 프레임상에 대한 인증함수(F0)를 암호학적인 함수의 응용으로 하였다면, 분할 프레임에 대한 인증함수(F1)는 키가 없는 비암호학적인 CRC 체크섬이나 XOR 합 등으로 구성할 수 있다. 이 경우 상기 워터마크키 생성부 및 키 암호화부의 구성이 생략될 수 있다.

그러나, 전체 영상 프레임상에 대한 인증함수(F0)를 암호학적인 함수의 응용으로 하더라도 분할 프레임에 대한 워터마크를 만드는 함수(F1)를 인증함수로서 암호학적인 메시지 인증 코드(Message Authentication Code)를 기반으로 한 함수를 사용할 수도 있다. 예컨대, 분할 프레임에 대한 워터마크를 만드는 함수(F1)는 암호학적 해쉬함수나 비밀키 암호알고리즘을 기반으로 한 HMAC 함수 등을 사용할 수 있다.

다만, 전체 영역의 이미지 데이터에 대하여 전체 워터마크를 사용하지 아니하는 경우에는 분할 프레임에 대한 워터마크를 만드는 함수(F1)를 인증함수로서 암호학적인 메시지 인증 코드(Message Authentication Code)를 기반으로 한 함수를 사용한다. 예컨대, 분할 프레임에 대한 워터마크를 만드는 함수(F1)는 암호학적 해쉬함수나 비밀키 암호알고리즘을 기반으로 한 HMAC 함수 등을 사용할 수 있다.

상기 파일 결합부(104)는 헤더나 테일러 같은 부가 정보로 원본 이미지 파일에 첨부하거나, 또는 생성된 워터마크 정보에 따라 원본 이미지 파일을 화질에 영향을 주지 않는 한도내에서 변형하는 방식으로 워터마크를 파일에 은닉한다.

전자의 경우는 구현이 용이하고 원본 파일 정보의 손실이 없는 장점이 있으나 워터마크 부분의 식별이 용이하여 보안성이 다소나마 약해진다는 단점이 있다. 반면 후자의 경우는 외부인이 이미지 파일에서 워터마크 정보를 추출하기가 어려워 보안성이 강화되는 장점이 있으나 구현이 복잡하고 원본 파일 정보의 손실이 있는 단점이 있다.

후자의 경우 일반적인 워터마크 은닉 기술들 중 하나를 적용할 수 있는데, 예컨대, 분할 프레임을 FFT 등을 사용하여 2차원 주파수 신호로 변환하고 화질의 영향이 작은 고주파수 성분에 워터마크를 기록하는 방법을 적용할 수 있다.

또 다른 방법으로, 도 2c 분할영상의 워터마크를 각 분할영상의 내부의 특정 픽셀에 저장한다. 가령 분할영상의 기준이 되는 픽셀에 분할영상에 대한 워터마크 정보를 저장한다. 기준이 될 픽셀을 정한 후에 그 픽셀값과 분할영상의 워터마크 값을 가역적인 방법으로 연산한다. 가령 XOR 등을 사용할 수 있으며, 흑백 영상인 경우 각 픽셀의 크기는 8비트 정도이며 칼라영상인 경우 24비트이상이 된다. 이 경우, 저장공간은 절약할 수 있으나 분할 영상의 크기가 작다면 영상의 화질을 저하시킬 수 있다.

본 발명의 경우 분할된 프레임마다 워터마크를 생성하므로 총 워터마크 정보의 크기가 크며, 이를 이미지 파일에 은닉하기에는 화질 손상이 크므로 전자의 경우가 현실적으로 바람직하며, 이를 기술하면 다음과 같다.

상기 워터마크 생성부가 각 분할 프레임에 대한 단위 워터마크들을 생성하면, 상기 파일 결합부는 각 분할 프레임의 순서대로 단위 워터마크들을 취합하여 부가 정보를 생성한다. 모든 분할 프레임에 대한 단위 워터마크들이 취합되면, 생성된 부가 정보를 이미지 파일의 헤더나 테일러로 변환하여 이미지 파일에 첨부하거나, 또는 각 영상 프레임에 대한 헤더나 테일러로 변환하여 각 영상 프레임에 첨부한다. 이때 상기 부가 정보에는 분할 프레임의 구현 방법(예 : 분할 프레임 크기)에 대한 정보를 포함시키는 것이 바람직하다.

도 3은 본 실시예에 따른 워터마크 확인 장치의 구조를 도시하고 있다. 도시한 워터마크 확인 장치는, 워터마킹된 이미지 파일로부터 적용된 워터마킹 기법에 대한 정보를 획득하기 위한 부가 정보 추출부(202); 비밀키를 사용하여 상기 이미지 파일에서 영상 프레임에 대한 전체 워터마크를 추출하여 확인하기 위한 전체 워 터마크 확인부(미도시); 상기 부가 정보에 따라 상기 워터마킹된 이미지 파일에 포함된 영상 프레임을 다수개의 분할 프레임들로 분할하기 위한 프레임 분할부(203); 상기 부가 정보로부터 상기 각 단위 프레임에 대한 단위 워터마크들을 추출하기 위한 단위 워터마크 추출부(201); 공개키를 사용하거나 키없는 방식으로 상기 각 분할 프레임에 대하여 소정의 워터마킹 알고리즘을 적용하여 단위 워터마크를 산출하기 위한 단위 워터마크 산출부(204); 및 각 분할 프레임에 대한 상기 추출된 단위 워터마크 및 상기 산출된 단위 워터마크를 비교하여 위변조 여부를 판단하기 위한 비교부(205)를 포함한다.

도 3의 워터마크 확인 장치에서 수행되는, 고정된 크기의 분할 프레임을 사용한 워터마크 정보를 첨부한 파일의 워터마크 인증 방법을 설명하면 다음과 같다.

일단, 전체 영상 프레임에 대한 전체 워터마크를 확인한다. 즉, 이미지 파일에서 분리된 영상 프레임에 대하여 보유한 비밀키를 사용한 워터마킹을 생성한 결과와 이미지 파일에 부가 정보로 기록되어 있는 해당 영상 프레임에 대한 전체 워터마크가 동일한가 여부를 확인한다. 이런 동작을 상기 전체 워터마크 확인부가 수행하는데, 전체 워터마크의 확인은 종래의 공지 기술들 중 하나를 적용할 수 있으므로 별도로 도시하지는 않았다.

다음, 분할 프레임에 대한 단위 워터마크를 확인한다. 각 분할영상에서 분할영상의 워터마크를 연산하여 저장한 픽셀의 원래 값을 복원하여 워터마크를 생성한다. 그 값이 각 분할영상에 대한 워터마크와 동일 여부를 확인한다. 이 과정을 하기에 상술한다.

부가 정보 추출부(202)는 배포받은 이미지 파일에 첨부된 워터마킹과 관련한 부가 정보를 획득한다. 단위 워터마크 추출부(201)는 배포받은 이미지 파일로부터 워터마크 정보를 추출하는데, 상기 부가 정보로부터 각 영상 프레임의 분할 정보를 수집하고, 각 분할 프레임에 대한 단위 워터마크를 획득하는 방식으로 수행한다.

프레임 분할부(203)는 하나의 화면을 이루는 영상 프레임을 상기 부가 정보에 포함된 분할 정보를 이용하여 분할하여, 각 분할 프레임을 구분한다.

단위 워터마크 산출부(204)는 상기 분할 프레임을 구성하는 각 픽셀 데이터를 소정의 워터마크 디코딩 알고리즘에 적용하여 해당 분할 프레임에 대한 단위 워터마크를 산출하며, 비교부(205)는 이를 각 분할 프레임에 대하여 상기 워터마크 추출부로부터 획득한 단위 워터마크와 비교한다. 그 결과 두 단위 워터마크가 동일하면 해당 분할 프레임 부분에 대한 이미지의 위/변조가 없었음이 입증되는 것이며, 두 워터마크가 동일하지 않으면 해당 분할 프레임 부분은 신뢰할 수 없음을 나타내는 것이다. 상기 단위 워터마크 확인 과정을 상기 과정을 모든 분할 프레임에 대하여 수행하고, 그 결과를 표시한다.

상술한 바와 같이 본 실시예에서는 전체 영상 프레임에 대한 비밀키를 이용한 워터마트 인증을 수행함과 동시에 콜라쥬 공격에 대해 강인하면서도 불법 변조 시 탐지 여부를 검출하기 위해서 분할 프레임에 대한 워터마크의 생성을 병행한다. 이 경우, 전체 영상 프레임의 인증 함수(F)는 비밀키를 이용한 암호학적 인증함수를 사용하여야 하나, 분할 프레임에 대한 함수(BF)의 경우 비밀키를 사용하지 않아도 무방하여 CRC(cyclic redundancy check), XOR 등의 비암호학적인 확인 함 수(non-cryptographic checksum function)를 사용하여도 충분하다.

본 실시예에서 사용되는 단위 워터마크를 생성하기 위한 워터마크키의 배포 방법에 대하여 살펴보겠다. 워터마크키의 생성은 암호학적인 인증함수의 사용을 위한 키의 생성방법에 준하여 이루어지며, 워터마크키의 저장은 영상 파일에 대한 부가정보로서 키를 암호화하여 저장할 수 있다.

이때, 공개키 기반구조 또는 공개키 쌍을 사용할 수 있는 경우, 워터마크를 위한 키를 공개키를 이용한 암호화를 하여 저장할 수 있으며, 이 경우 워터마크를 생성 또는 확인하기 위해서는 개인키를 제시할 수 있어야 한다. 다른 방법으로 사용자 입력 또는 고유의 키 관리방법에 의해 비밀키를 생성하여 워터마크를 위한 키를 암호화하여 저장할 수 있다. 이 경우 워터마크를 생성 또는 확인하기 위해서는 사용자 입력 또는 고유의 키 관리방법에 의한 비밀키를 생성할 수 있어야 한다.

도 7은 본 실시예에 적용할 수 있는 키 배포 방법의 일실시예를 도시한다.

전체 워터마크 및/또는 단위 워터마크의 생성을 위한 키(441)는 소정의 서명 알고리즘(442)에 의해 생성된 MAC값(443)이 첨부된 상태에서, 소정의 암호화 알고리즘(445)에 의해 암호화되어 암호화된 키 데이터(440)를 형성한다. 이때 상기 암호화 알고리즘의 수행에 암호키(446)가 사용될 수 있으며, 상기 암호키(446)에 대응하는 복호키는 디지털 영상 파일을 수신받는 측에서 보유한다. 이와 같은 형태로 암호화된 키 데이터는 도 6의 워터마크키 블록(440)으로서 이미지 파일에 첨부되어 배포된다.

영상 프레임을 고정분할하고 분할영상에 대한 함수(BF)는 암호학적인 인증함수 HMAC(Hashed Message Authentication Code) 함수와 비밀키를 사용하여 워터마크를 생성하는 예제를 프로그래밍 언어로 구현하면 다음과 같다.

int SCWatermark(width, height, bitDepth, bwidth, bheight, HCount, VCount, buf, passwd, output, outMACLength, outMessage)

unsigned int width; // horizontal width of bitmap image

unsigned int height; // veritcal height of bitmap image

unsigned int bitDepth; // bits for pixel representation, usually 24bits unsigned

int bwidth; // block width, ususally 32bits for max resolution

unsigned int bheight; // block height, ususally 32bits for max resolution

unsigned int HCount; // maximum horizontal division count of width, so width = bwidth * HCount

unsigned int VCount; // maximum vertical division count of width, so height = bheight * VCount

unsigned char *buf; // bitmap image value, size = width*height*bitDepth/8 Bytes

unsigned char *passwd; // password for watermark key derivation

unsigned char *output; // output = outMACs||encryptedKey

unsigned int outMACLength; // the length of outMACs, HCount*VCount*10bytes

unsigned char *outMessage; // Log or Error code

{ unsigned int k, m, n, s, t;

unsigned char blockbuf[bwidth*bheight*bitDepth/8];

unsigned int pixelsize;

unsigned int blockindex=0, bufindex=0;

pixelsize = bitDepth/8; // number of bytes for pixel representation

outMACLength = 0;

if (pixelsize < 3) printf("\n Input Error in bitDepth=%3d pixelsize=%3d ", bitDepth, pixelsize);

else printf("\n bitDepth=%3d pixelsize=%3d ", bitDepth, pixelsize); // make watermark key (WK) using random number

// make watermark key encryption key (WKEK) using passwd

for (n=0; n< VCount; n++){

for (m=0; m< HCount; m++){ // begin to make (n, m)-th block for (t=0; t<bheight; t++){ printf("\nt=%3d ", t); for (s=0; s<bwidth; s++){ blockindex = s + t* bwidth;

blockindex = pixelsize*blockindex;

bufindex = s+m*bwidth+(t + n*bheight)*width;

bufindex = pixelsize*bufindex;

printf("\n");

for (k=0; k<pixelsize; k++){

blockbuf[blockindex]= buf[bufindex];

printf("index=%3d(bl) %3d(bf) ", blockindex, bufindex); blockindex++;

bufindex++; } } }// end to make (n,m)-th block

// make HMAC for blockbuf using watermark key (WK)

// make output = output || MAC

outMACLength += 10; } } // check if outMACLength == HCount * VCount, else error

// make encryptedKey such as encryptedkey = Encryption of WK||MAC(WK) using key(WKEK)

// make output = output || encryptedKey

// make outMessage with LOG or ERROR }

(실시예 2)

본 실시예에서는 워터마킹하려는 영상 프레임에 따라 다르게 구획되는 가변적인 분할 프레임을 사용하는 바, 분할 프레임의 분할 단계에 상기 제1 실시예와 구분되는 차이가 있으며, 나머지 단계는 그 복잡도가 다소 증가하는 것 외에는 거의 동일하다. 따라서, 이하 본 실시예의 설명에서는 상기 분할 프레임의 분할 단계에 대하여 상술하겠다.

본 실시예에서는 중요 객체 또는 움직이는 객체가 있는 부분은 보다 세밀하게 분할하며 기타 배경이나 전경은 보다 넓은 간격으로 분할한다.

예컨대, 영상의 변조 시 변조영역을 보다 자세하게 탐지해야 할 경우에 유용하며 전경모델링과 동작인식 기법을 통해 움직이는 물체와 배경을 분리하여 움직이는 물체와 관찰이 필요한 주요 부분의 경우에는 더 좁은 간격으로 나누고 배경은 더 넓은 간격으로 나눌 수 있다. 이와 같이 필요정도 및 객체에 따라 분할 간격을 가변적으로 정한다.

이를 구체적으로 설명하면, 입력 동영상에서 객체에 비하여 움직임이 적은 배경 영역을 추출하는 배경 모델링 과정을 통해 배경 영상과 객체를 구분하여, 원하는 객체 인식할 수 있다. 객체는 현재 프레임에서 다음 프레임의 차 영상을 구함으로써 객체와 배경을 분리하여 인식될 수 있다. 이러한 객체 인식을 위해 전처리 과정으로 배경 모델링을 위한 여러 방안이 제안되었다. 예컨대, 큐 기반 배경 모델링으로 대표되는 Kumar의 방법이 있다.

움직이는 오브젝트(Object)를 추출하기 위한 배경 제거(Background Subtraction) 단계는 실시간 감시 시스템(Real-time Surveillance System)에서 중 요한 과정 중에 하나이다. 배경 제거를 효과적으로 진행하기 위한 배경을 모델링, 배경 유지 보수 방법이 존재하는데, 효율성이 높은 방법으로 적응적 가우시안 혼합 배경 모델링(Adaptive Gaussian Mixture Background Modeling)이 제시되고 있다

본 실시예에서 분할 프레임을 적용하는 이유는 영상 프레임 이미지에 있어서, 위변조의 방지가 요망되는 중요도가 각 부분에 따라 다르다는 것을 적용하기 위함이다.

예컨대, 단순한 배경의 경우 위변조가 일어나더라도 원본 영상 프레임 이미지가 전달하려는 메시지와는 무관한 경우가 대부분일 것이므로 위변조 방지에 대한 중요도가 낮다고 볼 것이나, 영상 프레임 이미지에 포함되는 사람 같은 객체(object)는 위변조가 일어날 경우 원본 영상 프레임의 메시지가 크게 변질되므로 위변조 방지가 중요하다고 할 것이다.

본 실시예의 워터마킹 장치의 기본적인 구조도 도 1에 도시한 바와 같다. 본 실시예의 프레임 분할부(102)는, 우선 워터마킹을 수행하려는 영상 프레임을 분석하여 적합한 분할 구역을 결정한다. 상기 영상 프레임의 분석 알고리즘으로는 다양한 종래 기술을 적용할 수 있는데, 예컨데 영상 이미지의 객체 추출 기술을 적용할 수 있다. 이 경우, 객체가 포함되는 영역은 크기가 작은 분할 프레임으로 분할하고, 객체가 포함되지 않는 영역은 크기가 큰 분할 프레임으로 분할할 수 있다.

이후 과정은 상기 제1 실시예의 경우와 동일하다. 다만, 본 실시예의 경우 분할 프레임의 구현 방법에 대한 정보가 다소 복잡해진다. 도 4는 가변적인 크기의 분할 프레임을 사용한 워터마크 정보를 첨부한 파일의 워터마크 인증 방법의 특징 을 도시하고 있다.

본 실시예에서는 워터마킹 관련 부가 정보로서 각 영상 프레임에 대하여 개별적인 분할 패턴 정보를 보유해야 한다. 상기 분할 패턴 정보는 도 4에 도시한 바와 같이 프레임의 가로/세로 분할 라인을 지시하는 가로축 좌표값들(x₁, x₂,..., x₇) 및 세로축 좌표값들(y₁, y₂,..., y₇)을 포함할 수 있으며, 각 분할 프레임 마다 개별적으로 지정하는 좌표값(예: 직사각형 형상의 각 분할 프레임의 좌측 상단 좌표값 및 우측 하단 좌표값)들을 포함할 수도 있다.

본 실시예의 경우에도, 콜라주 공격을 방어하기 위하여 각 영상 프레임 전체에 대한 워터마크를 추가적으로 생성하도록 구현할 수 있다. 예컨대, 영상 프레임을 정밀인증하기 위한 인증함수(F)에 대해 비밀키(key)에 대한 워터마크를 구한다. 이 때 인증함수 F는 암호학적인 메시지 인증 코드(Message Authentication Code)를 기반으로 한 함수이어야 한다. 가령 함수 F는 암호학적 해쉬함수나 비밀키 암호알고리즘을 기반으로 한 HMAC 함수 등을 사용할 수 있다.

각 구성 단계들의 구체적인 과정은 상기 제1 실시예와 거의 동일하므로 설명을 생략한다.

(실시예 3)

본 실시예는 서로 중첩되는 분할 프레임을 사용한 워터마킹 방법에 대한 것이다. 본 실시예는 고정된 분할 프레임을 적용하거나 가변적인 분할 프레임을 적용 할 수 있다. 다만, 각 분할 프레임들이 이웃의 분할 프레임들과 일부 영역이 서로 중첩되는 것에 특징이 있으며, 본 실시예의 설명에 있어서도 상기 제1 실시예와 중복되는 내용은 생략하였다. 본 실시예에서 각 분할 프레임을 중첩시킴으로써 다음과 같은 장점을 유발한다.

첫째로, 공격자가 분할 프레임의 구획 정보를 용이하게 획득한다면, 어느 한 영상 프레임의 분할 프레임 중 일부를 다른 영상 프레임에 섞어 놓는 방식의 이미지 위조가 가능한데, 상기 제1/제2 실시예의 경우 이와 같은 위조를 감지하기가 곤란하다. 이를 방지하기 위해서는 원 영상 프레임 전체에 대한 워터마킹을 함께 수행하여야 하는데, 이는 불필요하게 연산 효율을 떨어뜨리게 된다.

반면, 본 실시예의 경우와 같이 중첩된 분할 프레임을 적용하는 경우에는 하나의 분할 프레임의 교체는 중첩되는 이웃 분할 프레임의 데이터에 변경을 초래하므로 용이하게 위조를 감지할 수 있다.

둘째로, 영상 프레임의 영역을, 하나의 분할 프레임에만 포함되는 영역, 2개의 분할 프레임에 중복되어 포함되는 영역, 4개의 분할 프레임에 중복되어 포함되는 영역으로 구분할 수 있으므로, 중첩되지 않는 방식보다 작은 개수의 분할 프레임을 구획하면서도 영상 프레임을 구분하는 영역의 개수는 그 이상을 유지할 수 있는 장점을 가져온다.

중첩되는 프레임은 도 5a에 도시한 바와 같이 고정 분할 또는 가변 분할 방식으로 분할된 프레임을 소정 간격 확장된 영역을 가지므로, 결국 이웃하는 분할 프레임과 일부 영역이 중첩된다. 즉, 도 5b에 도시한 바와 같이, A영역에서 위변조 가 발생되면 A영역을 포함하는 하나의 분할 프레임에 대해서만 단위 워터마크 불일치가 일어나지만, B1영역에서 위변조가 발생되면 B1영역을 포함하는 2개의 분할 프레임에 대하여 단위 워터마크 불일치가 일어나고, C1영역에서 위변조가 발생되면 C1영역을 포함하는 4개의 분할 프레임에 대하여 단위 워터마크 불일치가 일어난다.

이와 같이, 중첩되는 분할 프레임을 사용함으로써 증가되는 구분 영역의 개수를 구체적으로 살펴보면, 예컨대 6 x 4 로 분할 프레임을 구성하는 경우 중첩되지 않는 분할 프레임을 사용하는 경우 위변조 구분 영역은 6x4 = 24개이지만, 중첩되는 분할 프레임을 사용하는 경우 위변조 구분 영역은 (6+5)x(4+3) = 77개가 된다.

본 실시예의 워터마킹 장치의 기본적인 구조도 도 1에 도시한 바와 같다. 다만, 본 실시예의 경우 콜라쥬 공격 등에 대한 방어가 가능하므로 단위 워터마크에 비밀키를 적용한다면 전체 워터마크 생성부를 생략해도 무방하다.

본 실시예의 프레임 분할부는, 일부 영역이 이웃 분할 프레임과 중첩되는 분할 프레임들을 구분하며, 워터마크 생성부는 상기 구분된 각 분할 프레임에 대한 단위 워터마크를 생성한다. 이후, 파일 결합단계가 수행되어 최종적인 파일이 생성되는데, 상기 과정들 중 제1 실시예와 중복되는 설명은 생략한다.

생성된 워터마크 정보의 파일 결합 과정에서는 헤더나 테일러 같은 부가 정보로 원본 이미지 파일에 첨부하거나, 또는 생성된 워터마크 정보에 따라 원본 이미지 파일을 화질에 영향을 주지 않는 한도내에서 변형하여 워터마크를 파일에 은닉한다. 이중 후자의 경우 본 실시예에서는 하나의 분할 프레임에만 속하여 중첩되 지 않는 영역에 대해서만 단위 워터마크 은닉을 수행하는 것이 바람직하다. 즉, 도5의 경우 A영역의 픽셀 데이터에 단위 워터마크 정보가 은닉된다.

본 실시예의 워터마크 생성부가 각 분할 프레임에 대한 단위 워터마크들을 생성하면, 파일 결합부는 각 분할 프레임의 순서대로 단위 워터마크들을 취합하여 부가 정보를 생성한다. 모든 분할 프레임에 대한 단위 워터마크들이 취합되면, 생성된 부가 정보를 이미지 파일의 헤더나 테일러로 변환하여 이미지 파일에 첨부하거나, 또는 각 영상 프레임에 대한 헤더나 테일러로 변환하여 각 영상 프레임에 첨부한다. 이때 상기 부가 정보에는 분할 프레임의 구현 방법(예 : 분할 프레임 크기)에 대한 정보를 포함시키는 것이 바람직하다.

본 실시예의 분할 프레임에 대한 정보는, 중첩되는 영역의 크기에 대한 정보를 포함할 수도 있고, 중첩되는 크기를 항상 일정하게 고정시킬 수도 있다. 예컨대, 상기 분할 프레임에 대한 정보는 각 가로 및 세로의 분할 라인을 표시하는 가로축 좌표값들과 세로축 좌표값들, 및 중첩 영역의 크기값을 포함할 수 있다.

본 실시예의 워터마크 확인 장치의 기본적인 구조도 도 3에 도시한 바와 같다. 본 실시예의 워터마크 추출부는 배포받은 이미지 파일로부터 워터마크 정보를 추출하고, 워터마크 정보로부터 각 영상 프레임의 분할 정보를 수집하고, 각 분할 프레임에 대한 기록된 단위 워터마크를 획득한다.

분할 프레임 식별부는 하나의 화면을 이루는 영상 프레임을 상기 수집된 분할 정보를 이용하여 분할하여, 각 분할 프레임을 구분한다.

단위 워터마크 산출부는 상기 분할 프레임을 구성하는 각 픽셀 데이터를 소정의 워터마크 디코딩 알고리즘에 적용하여 해당 분할 프레임에 대한 단위 워터마크를 산출하고, 비교부는 이를 각 분할 프레임에 대하여 상기 워터마크 추출부로부터 획득한 단위 워터마크와 비교한다. 그 결과 두 워터마크가 동일하면 해당 분할 프레임 부분에 대한 이미지의 위/변조가 없었음이 입증되는 것이며, 두 워터마크가 동일하지 않으면 해당 분할 프레임 부분은 신뢰할 수 없음을 나타내는 것이다. 이때 상기 비교부는, 이웃하는 2개 또는 4개의 분할 프레임에 대한 워터마크가 부인되면, 중첩되는 영역에 위변조가 발생한 것으로 판단하는데, 그 상세한 과정 및 장점은 도 5를 참조하여 상술한 바와 같다. 상기 비교부는 상기 과정을 모든 분할 프레임에 대하여 수행하고, 그 결과를 표시한다.

상기 본 실시예의 설명에서는 본 발명의 제2 특징은 중첩되는 분할 프레임의 사용에 대하여 기술하였지만, 이와 함께, 상기 제1 실시예의 특징인 비밀키를 이용한 전체 워터마크와 공개키등을 이용한 단위 워터마크의 사용 방법도 적용가능하며, 또한, 상기 제2 실시예의 특징인 가변적인 분할 프레임의 사용도 함께 적용이 가능하다. 이와 같이 본 실시예의 특징에 상기 제1 실시예의 특징 및/또는 제2 실시예의 특징을 함께 적용한 구현은 상기 실시예들의 설명으로부터 용이하게 유추가능하므로 설명을 생략하겠다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

상기 구성과 같은 본 발명의 워터마킹 방법 및 확인 방법을 실시함에 의해 연산량을 증대시키지 않고도 영상 프레임에서 위변조가 발생한 영역을 탐지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 콜라쥬 기법 같은 공격을 효율적으로 방어할 수 있는 효과도 있다.

Claims

디지털 영상 파일에 워터마크를 삽입하는 워터마킹 방법에 있어서,

(a) 상기 디지털 영상 파일의 영상 프레임을 적어도 하나의 가로열과 적어도 하나의 세로열을 갖도록 분할하여 분할 프레임들을 형성하는 단계;

(b) 상기 각 분할 프레임을 구성하는 픽셀 데이타에 대하여 소정의 워터마크 생성 알고리즘을 수행하여 단위 워터마크를 생성하는 단계; 및

(c) 상기 각 단위 워터마크들을 상기 디지털 영상 파일에 결합하는 단계를 포함하되,

상기 (a) 단계 이전에, 비밀키를 사용하여 영상 프레임에 대한 전체 워터마크를 생성하는 단계를 더 포함하며, 상기 (c) 단계에서 상기 전체 워터마크 및 상기 각 단위 워터마크를 상기 디지털 영상 파일에 결합하는 것을 특징으로 하는 워터마킹 방법.
삭제
제1항에 있어서,

상기 (b) 단계는, 공개키를 사용하거나 키가 없는 알고리즘을 적용하는 것을 특징으로 하는 워터마킹 방법.
제1항에 있어서,

상기 (a) 단계는 상기 영상 프레임을 고정된 크기의 가로열 및 세로열을 갖는 분할 프레임으로 고정분할하는 것을 특징으로 하는 워터마킹 방법.
제1항에 있어서,

상기 (a) 단계는 상기 영상 프레임 내의 객체 영역을 배경 영역 보다 작은 크기의 분할 프레임으로 가변분할하는 것을 특징으로 하는 워터마킹 방법.
제5항에 있어서,

상기 가변분할은 상기 영상 프레임 내의 영역을 객체 영역과 배경 영역으로 구분하는 가변분할 프레임 패턴을 사용하여, 상기 객체 영역을 상기 배경 영역 보다 작은 크기의 분할 프레임으로 분할하는 것을 특징으로 하는 워터마킹 방법.
제1항에 있어서,

상기 (a) 단계는 각 분할 프레임을 이웃하는 분할 프레임들과 일부 영역이 중첩되도록 중첩분할하는 것을 특징으로 하는 워터마킹 방법.
제1항에 있어서,

상기 (b) 단계는, 분할 프레임에 대한 워터마크를 만드는 함수(F1)를 인증함수로서 암호학적인 메시지 인증 코드(Message Authentication Code)를 기반으로 한 함수를 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 워터마킹 방법.
제8항에 있어서,

상기 함수(F1)는 암호학적 해쉬함수 또는 비밀키 암호알고리즘을 기반으로 한 HMAC 함수를 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 워터마킹 방법.
제1항에 있어서, 상기 (c) 단계에서는,

각 분할 프레임 내에 해당 단위 워터마크를 기록하는 것을 특징으로 하는 워터마킹 방법.
제7항에 있어서, 상기 (c) 단계에서는,

상기 분할 프레임 내에 해당 단위 워터마크를 기록하되, 이웃하는 분할 프레임과 중첩되지 아니하는 비중첩 영역에 해당 단위 워터마크를 기록하는 것을 특징으로 하는 워터마킹 방법.
제1항에 있어서, 상기 (c) 단계에서는,

상기 단위 워터마크들을 포함하는 부가 정보 블록을 구성하고,

상기 부가 정보 블록을 상기 디지털 영상 파일에 첨부하는 것을 특징으로 하는 워터마킹 방법.
디지털 영상 파일에 삽입된 워터마크를 확인하는 방법에 있어서,

(a) 디지털 영상 파일에 포함된 부가 정보 및 영상 프레임을 분리하는 단계;

(b) 상기 부가 정보에서 각 분할 프레임에 대한 단위 워터마크를 추출하는 단계;

(c) 상기 영상 프레임을 상기 부가 정보에 따라 다수개의 분할 프레임들로 분할하는 단계;

(d) 소정의 알고리즘에 따라 상기 분할 프레임에 대한 단위 워터마크를 산출하는 단계; 및

(e) 상기 추출된 단위 워터마크 및 산출된 단위 워터마크를 비교하여 상기 각 분할 프레임 영역의 위변조 여부를 판단하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마크 확인 방법.
제13항에 있어서, 상기 (a) 단계 이후,

상기 부가 정보에서 상기 영상 프레임에 대한 전체 워터마크를 추출하는 단계;

상기 영상 프레임에 대한 비밀키로 소정의 알고리즘에 따라 상기 영상 프레임에 대한 전체 워터마크를 산출하는 단계; 및

상기 추출된 전체 워터마크 및 산출된 전체 워터마크를 비교하여 영상 프레임의 위변조 여부를 판단하는 단계

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마크 확인 방법.
제14항에 있어서, 상기 (d) 단계는,

공개키를 사용하거나 키가 없는 알고리즘을 적용하는 것을 특징으로 하는 워터마크 확인 방법.
제13항에 있어서, 상기 분할 프레임들은,

고정된 가로 크기 및 세로 크기를 갖는 고정분할 프레임, 서로 다른 크기를 갖는 가변분할 프레임, 및 이웃하는 분할 프레임과 일부 영역이 중첩되는 중첩분할 프레임 중 어느 하나의 분할 프레임인 것을 특징으로 하는 워터마크 확인 방법.
제16항에 있어서,

상기 가변분할 프레임은 상기 영상 프레임의 객체 영역을 배경 영역 보다 작은 크기로 분할한 분할 프레임인 것을 특징으로 하는 워터마크 확인 방법.
제13항에 있어서, 상기 각 분할 프레임은,

이웃하는 분할 프레임과 일부 영역이 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 워터마크 확인 방법.
제18항에 있어서, 상기 (e) 단계에서는,

이웃하는 2개 또는 4개의 분할 프레임에 대한 워터마크가 부인되면, 중첩되는 영역에 위변조가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 워터마크 확인 방법.
디지털 영상 파일에 워터마크를 삽입하는 워터마킹 장치에 있어서,

워터마킹하려는 영상 프레임을 다수개의 분할 프레임들로 분할하기 위한 프레임 분할부;

상기 분할 프레임에 대한 워터마크를 생성하기 위한 단위 워터마크 생성부;

상기 단위 워터마크들 및 워터마크 확인에 필요한 정보를 상기 디지털 영상파일에 결합하기 위한 파일 결합부; 및

비밀키를 사용하여 상기 영상 프레임에 대한 워터마크를 생성하기 위한 전체 워터마크 생성부

를 포함하는 워터마킹 장치.
삭제
제20항에 있어서, 상기 단위 워터마크 생성부는,

공개키를 사용하거나 키없는 알고리즘을 적용하여 단위 워터마크를 생성하는 것을 특징으로 하는 워터마킹 장치.
제20항에 있어서,

상기 단위 워터마크 생성부를 위한 워터마크키를 생성하기 위한 워터마크키 생성부; 및

상기 워터마크키를 암호화하기 위한 키 암호화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마킹 장치.
제20항에 있어서, 상기 프레임 분할부는,

고정된 가로 크기 및 세로 크기를 갖는 고정분할 프레임, 서로 다른 크기를 갖는 가변분할 프레임, 및 이웃하는 분할 프레임과 일부 영역이 중첩되는 중첩분할 프레임 중 어느 하나의 분할 프레임을 형성하는 것을 특징으로 하는 워터마킹 장치.
제24항에 있어서, 상기 프레임 분할부는,

영상 프레임에서 객체 영역과 배경 영역을 결정하고, 상기 객체 영역에 대해서는 상기 배경 영역 보다 작은 크기의 분할 프레임으로 분할하는 것을 특징으로 하는 워터마킹 장치.
제20항에 있어서, 상기 파일 결합부는,

각 분할 프레임 내에 해당 단위 워터마크를 기록하는 것을 특징으로 하는 워터마킹 장치.
제24항에 있어서, 상기 파일 결합부는,

상기 중첩분할 프레임 내에 해당 단위 워터마크를 기록하되, 이웃하는 분할 프레임과 중첩되지 아니하는 비중첩 영역에 해당 단위 워터마크를 기록하는 것을 특징으로 하는 워터마킹 장치.
제20항에 있어서, 상기 파일 결합부는,

상기 단위 워터마크들을 포함하는 부가 정보 블록을 구성하고,

상기 부가 정보 블록을 상기 디지털 영상 파일에 첨부하는 것을 특징으로 하는 워터마킹 장치.
디지털 영상 파일에 삽입된 워터마크를 확인하는 장치에 있어서,

워터마킹된 이미지 파일로부터 적용된 워터마킹 기법에 대한 정보를 획득하기 위한 부가 정보 추출부;

상기 부가 정보에 따라 상기 워터마킹된 이미지 파일에 포함된 영상 프레임을 다수개의 분할 프레임들로 분할하기 위한 프레임 분할부;

상기 부가 정보로부터 상기 각 단위 프레임에 대한 단위 워터마크들을 추출하기 위한 단위 워터마크 추출부;

상기 각 분할 프레임에 대하여 소정의 워터마킹 알고리즘을 적용하여 단위 워터마크를 산출하기 위한 단위 워터마크 산출부; 및

각 분할 프레임에 대한 상기 추출된 단위 워터마크 및 상기 산출된 단위 워터마크를 비교하여 위변조 여부를 판단하기 위한 비교부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마크 확인 장치.
제29항에 있어서,

비밀키를 사용하여 상기 이미지 파일에서 영상 프레임에 대한 전체 워터마크를 추출하여 확인하기 위한 전체 워터마크 확인부

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 워터마크 확인 장치.
제29항에 있어서, 상기 프레임 분할부는,

고정된 가로 크기 및 세로 크기를 갖는 고정분할 프레임, 서로 다른 크기를 갖는 가변분할 프레임, 및 이웃하는 분할 프레임과 일부 영역이 중첩되는 중첩분할 프레임 중 어느 하나의 분할 프레임을 형성하는 것을 특징으로 하는 워터마크 확인 장치.
제31항에 있어서, 상기 프레임 분할부는,

영상 프레임에서 객체 영역과 배경 영역을 결정하고, 상기 객체 영역에 대해서는 상기 배경 영역 보다 작은 크기의 분할 프레임으로 분할하는 것을 특징으로 하는 워터마크 확인 장치.