KR101424049B1 - 워터마크 생성 방법, 이를 포함하는 방송 콘텐츠 생성 방법 및 워터마크 삽입 시스템 - Google Patents

워터마크 생성 방법, 이를 포함하는 방송 콘텐츠 생성 방법 및 워터마크 삽입 시스템 Download PDF

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Abstract

워터마크 생성 방법, 이를 포함하는 방송 콘텐츠 생성 방법 및 워터마크 삽입 시스템이 개시된다. 본 발명에 의한 워터마크 생성 방법은, 방송 콘텐츠를 서비스하고자 하는 목표영상의 크기를 결정하는 단계, 상기 목표영상의 한 프레임에 삽입하고자 하는 워터마크의 개수를 결정하는 단계, 상기 목표영상의 크기 및 상기 워터마크의 개수를 이용하여 워터마크 삽입패턴을 생성하는 단계 및 상기 워터마크 삽입패턴을 상기 방송 콘텐츠의 원본영상에 삽입하기 위한 특정 형태로 스케일-업(scale-up)하는 단계를 포함한다.

Description

워터마크 생성 방법, 이를 포함하는 방송 콘텐츠 생성 방법 및 워터마크 삽입 시스템{WATERMARK GENERATING METHOD, BROADCAST CONTENT GENERATING METHOD INCLUDING THE SAME AND WATERMARKING SYSTEM}
본 발명은 워터마크 생성 방법과 이를 포함하는 방송 콘텐츠 생성 방법 및 생성된 워터마크를 방송 콘텐츠에 삽입하기 위한 워터마크 삽입 시스템에 관한 것이다.
디지털 방송이 활성화됨에 따라 아날로그 방송에서 볼 수 없었던 고화질의 방송 콘텐츠가 증가하고 있다. 또한, 기존의 TV 수상기를 통한 시청뿐만 아니라 인터넷 기반의 컴퓨터, 휴대폰 등을 통해서도 고화질 방송을 지원하는 다양한 시청 형태가 점점 늘어나고 있다. 이러한 시청 형태로 인해 시청자는 각종 방송 콘텐츠를 원본과 동일한 화질로 컴퓨터 내에 저장하거나 이를 변형하는 것이 가능하게 되었다. 이와 같이 저장된 디지털 형태의 방송 콘텐츠는 아날로그 형태와 달리 품질의 손상이 없이 간편하게 대량 복사될 수 있으며, 이 중 일부는 각종 인터넷 사이트나 웹하드 등을 통해 불특정 다수에게 불법적으로 유통되고 있는 실정이다.
이러한 불법 유통을 차단하고 합법적인 콘텐츠 소비를 유도하기 위해 워터마킹(watermarking) 기술이 이용된다. 워터마킹 기술은 방송 콘텐츠에 그 제작자의 개인 식별 정보를 은닉 삽입함으로써, 디지털 콘텐츠의 불법 복제를 막고 디지털 콘텐츠에 대한 저작권을 보호할 수 있도록 하는 기술이다.
워터마킹 기술의 일례로, 국가표준식별체계(Universal Content Identifier, UCI) 코드를 방송 콘텐츠의 영상 내에 사람의 눈에 띄지 않도록 은닉하여 삽입하는 방식이 이용된다. UCI는 식별 가능한 자원의 효율적인 유통과 활용을 위하여 개별 자원에 유일한 코드를 부여하고 이를 관리해 주는 체계 또는 서로 다른 식별 체계 간의 연계 표준을 의미한다. 은닉된 식별자(UCI)는 콘텐츠가 불법 복제 및 유통 시에 이를 검출하여 콘텐츠의 사용을 제한하는 데에 사용될 수 있고, 유료 콘텐츠의 합법적인 구매를 촉진하고 각종 연계형 서비스를 제공하는 데에도 폭넓게 이용될 수 있다.
현재 각 방송사에서 송출되는 Full HD급 방송 콘텐츠는 1920 x 1080의 영상 크기(해상도)를 가지고 있으며, 각 가정에는 디지털 TV를 통해 고화질의 영상을 시청할 수 있다. 그러나, 근래에 들어서는 방송 콘텐츠의 소비 형태가 점차 변화하여 직접 TV를 통해 실시간 방송을 시청하기보다는 방송이 끝난 후 온라인의 VOD(Video On Demand) 서비스나 유튜브(Youtube)와 같은 스트리밍(streaming) 서비스를 통해 원하는 시간에 원하는 방송을 선택하여 시청하는 사례가 늘어나고 있다. 이러한 방송 콘텐츠 유통 과정의 특성상 여러 형태의 변형이 콘텐츠에 가해지게 되는데, 변형된 콘텐츠도 처음에 부여된 식별자(UCI)로 콘텐츠를 식별할 수 있어야 효과적인 콘텐츠 식별 및 관리가 가능하다.
따라서, 워터마크를 삽입하여 송출한 방송 콘텐츠의 코덱, 크기, 편집 등의 형태가 변형되더라도 유효한 워터마크를 검출할 수 있도록 여러 변형에 강인하고, 더불어 원본 영상에 워터마크가 삽입되더라도 그 화질 열화를 최소화할 수 있는 워터마크의 생성 방법이 요구된다.
본 발명은 워터마크를 삽입하여 송출한 방송 콘텐츠가 콘텐츠의 형태가 변형(예컨대, 코덱 변형, 해상도 변형, 편집 변형 등)되더라도 유효한 워터마크를 검출할 수 있도록 변형에 강인하고, 워터마크가 삽입된 방송 콘텐츠의 화질 열화를 최소화할 수 있는 워터마크 및 방송 콘텐츠의 생성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 Full HD급 방송 송출시 실시간으로 워터마크를 삽입할 수 있는 워터마크 삽입 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 워터마크 생성 방법은, 방송 콘텐츠를 서비스하고자 하는 목표영상의 크기를 결정하는 단계, 상기 목표영상의 한 프레임에 삽입하고자 하는 워터마크의 개수를 결정하는 단계, 상기 목표영상의 크기 및 상기 워터마크의 개수를 이용하여 워터마크 삽입패턴을 생성하는 단계 및 상기 워터마크 삽입패턴을 상기 방송 콘텐츠의 원본영상에 삽입하기 위한 특정 형태로 스케일-업(scale-up)하는 단계를 포함한다.
상기 워터마크 삽입패턴 생성 단계는, 상기 목표영상의 크기 및 상기 워터마크의 개수를 이용하여 상기 워터마크 삽입패턴의 크기를 결정하는 단계, 상기 워터마크 삽입패턴의 크기와 상기 워터마크의 크기를 이용하여 대역확산(spread spectrum) 비트 수를 결정하는 단계 및 상기 비트 수를 이용한 대역확산 방식을 적용하여 상기 워터마크 삽입패턴을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 스케일-업 단계는 상기 워터마크 삽입패턴이 영문자 I 또는 X 형태로 반복되어 삽입되도록 확장패턴을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 워터마크는 상기 방송 콘텐츠의 식별자 정보, 상기 워터마크의 삽입을 위한 동기화 정보 및 상기 워터마크의 추출율을 높이기 위한 오류정정코드를 포함하고, 상기 식별자 정보는 국가표준식별체계(UCI) 코드를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 방송 콘텐츠 생성 방법은, 방송 콘텐츠를 서비스하고자 하는 목표영상의 크기 및 상기 목표영상의 한 프레임에 삽입하고자 하는 워터마크의 개수를 이용하여 워터마크 삽입패턴을 생성하는 단계, 상기 워터마크 삽입패턴을 상기 방송 콘텐츠의 원본영상에 삽입하기 위한 특정 형태로 스케일-업하는 단계, 상기 원본영상의 각 화소에 대응하는 워터마크 삽입 강도를 계산하는 단계 및 상기 워터마크 삽입 강도에 따라 상기 원본영상에 상기 스케일-업된 워터마크 삽입패턴을 삽입하는 단계를 포함한다.
상기 원본영상이 방송 송출되는 경우, 상기 스케일-업된 워터마크 삽입패턴은 상기 원본영상의 일부 또는 모든 프레임에 실시간으로 삽입될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 워터마크 삽입 시스템은, 방송 콘텐츠를 서비스하고자 하는 목표영상의 크기 및 상기 목표영상의 한 프레임에 삽입하고자 하는 워터마크의 개수를 이용하여 워터마크 삽입패턴을 생성하는 삽입패턴 생성부, 상기 워터마크 삽입패턴을 상기 방송 콘텐츠의 원본영상에 삽입하기 위한 특정 형태로 스케일-업하는 확장부 및 상기 원본영상의 프레임마다 각 화소에 대응하는 워터마크 삽입 강도를 계산하고, 상기 워터마크 삽입 강도에 따라 상기 원본영상에 상기 스케일-업된 워터마크 삽입패턴을 실시간으로 삽입하는 워터마크 삽입부를 포함한다.
상기 삽입패턴 생성부는, 상기 목표영상의 크기 및 상기 워터마크의 개수를 이용하여 상기 워터마크 삽입패턴의 크기를 결정하는 삽입패턴 크기 결정부 및 상기 워터마크 삽입패턴의 크기와 상기 워터마크의 크기를 이용하여 대역확산 비트 수를 결정하고, 대역확산 방식을 적용하여 상기 워터마크 삽입패턴을 생성하는 대역확산부를 포함할 수 있다.
상기 워터마크 삽입부는 상기 원본영상의 일부 또는 모든 프레임마다 각 화소에 대응하는 상기 워터마크 삽입 강도를 실시간으로 계산하는 삽입 강도 계산부를 포함할 수 있다.
상기 삽입 강도 계산부는 상기 원본영상의 각 프레임을 2 이상의 서브프레임으로 분할하고, 상기 2 이상의 서브프레임을 병렬 처리하기 위한 멀티-프로세서(multi-processor)로 구현될 수 있다.
본 발명에 의하면, 방송 콘텐츠의 변형 형태를 예측하여 그에 대응하도록 워터마크 삽입패턴을 생성함으로써 송출된 방송 콘텐츠의 형태가 변형되더라도 유효한 워터마크를 검출할 수 있는 강인한 워터마크 및 방송 콘텐츠를 생성할 수 있다.
또한, 워터마크 삽입패턴을 영문자 I 또는 X자 등의 형태로 스케일-업(scale-up)하여 원본영상의 모든 화소가 아닌 일부 화소에만 삽입함으로써 워터마크가 삽입된 방송 콘텐츠의 화질 열화를 최소화할 수 있다.
또한, 멀티-프로세서를 이용한 워터마크 삽입 시스템을 통해 Full HD급 방송 송출시에도 실시간으로 방송 콘텐츠에 워터마크를 삽입할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 방송 콘텐츠 생성 방법의 순서도.
도 2는 도 1의 워터마크 삽입패턴 생성 단계(S105)를 보다 상세히 나타낸 순서도.
도 3a는 워터마크 삽입패턴의 최대 크기를 계산하는 방법을 나타낸 도면.
도 3b는 대역확산 비트 수를 계산하는 방법을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 워터마크 삽입패턴의 스케일-업 형태를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 워터마크 삽입 시스템의 구성도.
도 6은 도 5의 삽입패턴 생성부(501)를 보다 상세히 나타낸 구성도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 워터마크 삽입 시스템의 병렬 처리 방식을 나타낸 도면.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 방송 콘텐츠 생성 방법의 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 방송 콘텐츠 생성 방법은, 서비스 목표영상 크기 결정 단계(S101), 목표영상의 프레임 당 워터마크 개수 결정 단계(S103), 워터마크 삽입패턴 생성 단계(S105), 스케일-업 단계(S107), 워터마크 삽입 강도 결정 단계(S109) 및 워터마크 삽입 단계(S111)를 포함한다.
'워터마크'는 방송 콘텐츠의 제작자, 관리자, 유통/배포자 등을 식별하기 위한 식별자 정보와, 그 삽입을 위한 동기화 정보 및 워터마크의 추출율을 높이기 위한 오류정정코드를 포함할 수 있다. 여기에서 식별자 정보는 국가표준식별체계(UCI) 코드일 수 있다. 동기화 정보는 영상의 해상도 변화 또는 회전의 비율 등을 알아낼 수 있는 정보를 의미한다.
서비스 목표영상 크기 결정 단계(S101)에서는 방송 콘텐츠를 서비스하고자 하는 목표영상의 크기를 결정한다. 예를 들어, 방송 콘텐츠의 VOD 서비스를 제공하는 경우, 실제 VOD 서비스가 제공되는 목표영상의 크기를 미치 예측해 놓을 수 있다. 따라서 목표영상은 원본영상에 삽입한 워터마크가 남아있기를 기대하는 영상이 된다. 만약 1920 x 1080의 Full HD급 영상을 방송 송출하는 경우, 이를 재인코딩하여 1280 x 720, 640 x 480, 400 x 300 등 다양한 해상도로 제공할 수 있으며, 이것이 목표영상의 크기가 된다.
목표영상의 프레임 당 워터마크 개수 결정 단계(S103)에서는 목표영상의 한 프레임에 반복하여 삽입할 워터마크 삽입패턴의 개수를 결정한다. 워터마크 삽입패턴을 한 화면에 2개 이상 반복하여 삽입할 수 있는데, 이는 방송 콘텐츠의 변형시 원본영상의 일부분이 잘려나갔을 때에도 워터마크를 추출할 수 있도록 하기 위함이다.
워터마크 삽입패턴 생성 단계(S105)에서는 결정된 목표영상의 크기 및 프레임 당 삽입할 워터마크의 개수를 이용하여 워터마크 삽입패턴을 생성한다. 이에 대해서는 이하 도 2 및 도 3을 통해 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 도 1의 워터마크 삽입패턴 생성 단계(S105)를 보다 상세히 나타낸 순서도이다. 도 3a는 워터마크 삽입패턴의 최대 크기를 계산하는 방법을 나타낸 도면이고, 도 3b는 대역확산 비트 수를 계산하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 워터마크 삽입패턴 생성 단계(S105)는, 워터마크 삽입패턴의 크기 결정 단계(S201), 대역확산 비트 수 결정 단계(S203) 및 대역확산 방식에 의한 워터마크 삽입패턴 생성 단계(S205)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 워터마크 삽입 알고리즘은 워터마크의 유효 정보를 대역 확산(Spread Spectrum) 방식을 이용하여 한 비트를 여러 개의 비트로 나타내고 그 비트 스트림을 2D 패턴, 즉, 2차 배열 형태로 만들어 삽입하게 된다. 이때 삽입패턴을 형성하는 방식에 따라 워터마크 추출 및 화질에 크게 영향을 미친다.
도 3a를 참조하면, 워터마크 삽입패턴 크기 결정함수를 이용하여 사용자가 원하는 해상도에 따른 워터마크의 강인성(robustness)을 도달할 수 있도록 워터마크 삽입패턴의 최대 크기를 결정하는 방법이 도시된다. 워터마크 강인성이란 워터마크를 신호의 중요한 부분에 삽입하여 전송이나 저장을 위해 압축할 대 워터마크가 깨지지 않아야 하고, 전송 중에 생길 수 있는 노이즈나 각종 형태의 변형과 공격이 있더라도 삽입된 워터마크를 추출할 수 있는 특성을 의미한다.
워터마크 삽입패턴의 크기 결정 단계(S201)에서는, 도 3a에 도시된 바와 같이, 결정된 서비스 목표영상의 크기 및 목표영상의 한 프레임에 삽입하고자 하는 워터마크의 개수를 이용하여 워터마크 삽입패턴의 최대 크기를 구하고, 그보다 작은 범위에서 워터마크 삽입패턴의 크기를 결정한다. 목표영상의 크기를 (N x M)이라 하고 프레임 당 워터마크의 개수를 (i x j)라고 하면, 워터마크 삽입패턴의 최대 크기를 구하는 함수 식은 다음 [식 1]과 같다.
[식 1]
(int(N/i), int(M/j))
여기에서 int() 함수는 나눗셈을 수행한 후에 소수점 이하 값을 버리고 정수값만 취하는 함수를 의미한다.
이어서 대역확산 비트 수 결정 단계(S203)에서는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 워터마크 삽입패턴의 크기와 워터마크의 크기를 이용하여 워터마크 1byte에 할당할 대역확산 비트 수, 즉, 1byte의 유효정보를 몇 비트로 대역확산시킬 것인지를 결정한다. 워터마크 삽입패턴의 크기를 (Ni x Mj)라 하고 워터마크의 크기를 WM이라 하면, 1byte에 할당할 대역확산 비트 수는 다음 [식 2]에 의해 계산된다.
[식 2]
(Ni x Mj)/WM
위와 같이 대역확산 방식으로 생성된 워터마크 삽입패턴은 평균이 0이고 분산이 1인 통계적 특징을 가진다. 또한, 동일한 워터마크 삽입패턴에 대하여 상관도(correlation)는 1이며, 서로 다른 워터마크 삽입패턴에 대한 상관도는 0이 된다.
스케일-업 단계(107)에서는 위와 같이 생성한 워터마크 삽입패턴을 방송 콘텐츠의 원본영상에 삽입하기 위한 특정 형태로 스케일-업한다. 이는 워터마크 검출 시스템에서 영상의 기하학적 변형 정도를 판단할 때 기준 워터마크의 주기성을 판단하여 검출하기 때문이다. 만약 기준 워터마크를 스케일-업하지 않은 상태에서 영상에 주기적으로 삽입할 경우 영상 사이즈의 축소 비율을 예측할 수 있는 최대 범위는 원 신호 길이의 1/2까지 축소된 경우이다. 이를 넘어서는 축소의 경우 워터마크 삽입패턴의 특성이 신호간 중첩에 의하여 원래의 길이로 복구 후에 유사도가 0에 가까워 지게 되어 검출 시스템에서 사용하는 자기 상관도를 측정하는 방식으로 원 영상과 동일하게 복구를 할 수 없게 된다.
따라서, 생성된 워터마크 삽입패턴은 영상 크기 변화의 최대 비율에 대응하기 위해 스케일-업되어야 하며, 만약 원본영상의 크기가 (W x H)이고 목표영상의 크기, 즉, 최소 해상도가 (N x M)이라고 하면, 워터마크 삽입패턴을 (W/2N, H/2M)배만큼 스케일-업하여 원본영상에 삽입해야 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 워터마크 삽입패턴의 스케일-업 형태를 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 워터마크가 삽입된 후의 화질을 고려하여 모든 화소에 대해 스케일-업하지 않고 일부 화소에 대해서만 스케일-업한다. 즉, 워터마크 삽입패턴을 도 4와 같은 영문자 I 형태, 또는 X 형태, 다이아몬드 형태 등 다양한 방식으로 스케일-업할 수 있다. 이를 통해 원본영상의 화질 열화를 최소화할 수 있게 된다.
다음으로, 워터마크 삽입 강도 결정 단계(S109) 및 워터마크 삽입 단계(S111)에서는 원본영상의 각 화소에 해당하는 워터마크 삽입 강도를 계산한 후 이를 기준으로 원본영상의 정보값을 변형하여 상기의 스케일-업된 워터마크 삽입패턴을 삽입한다. 이 때, 원본영상이 실시간으로 방송 송출되는 경우에는 스케일-업된 워터마크 삽입패턴은 원본영상의 일부 또는 모든 프레임에 실시간으로 삽입될 수 있다. 워터마크 삽입 강도의 계산 및 삽입 방법은 본 발명이 속한 기술분야에서 널리 알려진 것이므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 워터마크 삽입 시스템의 구성도이고, 도 6은 도 5의 삽입패턴 생성부(501)를 보다 상세히 나타낸 구성도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 워터마크 삽입 시스템은 워터마크 생성부(500) 및 워터마크 삽입부(510)를 포함한다.
워터마크 생성부(500)는 삽입패턴 생성부(501) 및 확장부(503)를 포함할 수 있다. 삽입패턴 생성부(501)는 방송 콘텐츠를 서비스하고자 하는 목표영상의 크기 및 목표영상의 한 프레임에 삽입하고자 하는 워터마크의 개수를 이용하여 워터마크 삽입패턴을 생성한다. 구체적으로, 목표영상의 크기 및 한 프레임에 삽입하고자 하는 워터마크의 개수를 이용하여 워터마크 삽입패턴의 크기를 결정하는 삽입패턴 크기 결정부(601) 및 결정된 워터마크 삽입패턴의 크기와 워터마크의 크기를 이용하여 대역확산 비트 수를 결정하고, 대역확산 방식을 적용하여 워터마크 삽입패턴을 생성하는 대역확산부(603)를 포함할 수 있다.
확장부(503)는 생성된 워터마크 삽입패턴을 방송 콘텐츠의 원본영상에 삽입하기 위한 특정 형태로 스케일-업(scale-up)할 수 있다. 보다 상세한 워터마크 삽입패턴의 생성 및 스케일-업 방법은 도 1 내지 도 4에서 설명한 바와 같다.
워터마크 삽입부(510)는 원본영상의 프레임마다 각 화소에 대응하는 워터마크 삽입 강도를 계산하고, 계산된 워터마크 삽입 강도에 따라 원본영상에 스케일-업된 워터마크 삽입패턴을 실시간으로 삽입할 수 있다. 워터마크 삽입부(510)는 원본영상의 일부 또는 모든 프레임마다 각 화소에 대응하는 워터마크 삽입 강도를 실시간으로 계산하는 삽입 강도 계산부(511)를 포함할 수 있으며, 삽입 강도 계산부(511)는 원본영상의 각 프레임을 2 이상의 서브프레임으로 분할하고 이를 병렬 처리하기 위한 멀티-프로세서(multi-processor)로 구현될 수 있다.
본 실시예에서 구현된 시스템은 초당 30프레임의 Full HD급(1920 x 1080) 모든 영상에 식별자(UCI) 정보를 삽입할 수 있다. 이 때 영상 지연 등의 문제가 발생하지 않고 실시간 처리가 가능하기 위해서는 각 1920 x 1080 영상에 대해 HD-SDI 신호에서 영상 획득, 적응적 워터마크 삽입 강도 계산, 워터마크 삽입, 워터마크가 삽입된 영상을 HD-SDI 신호로 재구성하는 일련의 과정을 33ms 내에 모두 처리할 수 있어야 한다.
따라서, 본 실시예에 의한 워터마크 삽입 시스템은 위의 과정에서 대부분을 차지하는 적응적 워터마크 삽입 강도 계산 과정에 대해 멀티-프로세싱(Multi-Processing) 방식을 적용하여 구현된다. 즉, 다중 프로세서를 지원하는 하드웨어(CPU)의 병렬 처리 방식을 적용하여 실시간 워터마크 삽입이 가능하도록 구현된다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 워터마크 삽입 시스템의 병렬 처리 방식을 나타낸 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 마스터 쓰레드(Master Thread)에서 각각의 태스크 내에 독립적으로 수행 가능한 작업을 구분하여 멀티-프로세싱을 적용할 경우, 병렬 태스크 1(Parallel Task 1)의 A, B, C 작업은 내부적으로 하드웨어에서 제공 가능한 CPU 코어(Core)의 개수만큼 쓰레드를 생성하여 동시에 작업을 수행하게 된다. 이 때 최종 처리 속도는 A, B, C의 작업 중 계산량이 가장 많은 작업에 의존적이게 된다.
구체적으로, 1920 x 1080 크기의 각 영상 프레임을 1920 x 135 크기의 8개 영상으로 분할하고, 분할된 각 영상을 병렬 처리한다. 각 8개 영상은 Open MP(Multi-Processing)의 섹션(Section)을 구분하여 다음 [표 1]과 같이 독립적으로 처리하게 된다.
#pragma omp parallel
{
#pragma omp sections
{// First Calculation Watermark Weight
#pragma omp section
{
Watermark_Weight_Generation();
} .
#pragma omp section
{// 8th Calculation Watermark Weight
Watermark_Weight_Generation ();
}
}
본 실시예의 시스템에서는 8개의 멀티코어를 이용하여 처리가 가능하도록 8개의 섹션으로 분할 처리한다. 각 분할된 영상 버퍼는 해당 경계 영역에 대하여 다른 섹션이 침범하지 못하도록 경계 영역 처리를 따로 해주어야 한다.
본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 알 수 있을 것이다.

Claims (18)

  1. 방송 콘텐츠를 서비스하고자 하는 목표영상의 크기를 결정하는 단계;
    상기 목표영상의 한 프레임에 삽입하고자 하는 워터마크의 개수를 결정하는 단계;
    상기 목표영상의 크기 및 상기 워터마크의 개수를 이용하여 워터마크 삽입패턴을 생성하는 단계; 및
    상기 워터마크 삽입패턴을 상기 방송 콘텐츠의 원본영상에 삽입하기 위한 특정 형태로 스케일-업(scale-up)하는 단계
    를 포함하는 워터마크 생성 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 워터마크 삽입패턴 생성 단계는
    상기 목표영상의 크기 및 상기 워터마크의 개수를 이용하여 상기 워터마크 삽입패턴의 크기를 결정하는 단계;
    상기 워터마크 삽입패턴의 크기와 상기 워터마크의 크기를 이용하여 대역확산(spread spectrum) 비트 수를 결정하는 단계; 및
    상기 비트 수를 이용한 대역확산 방식을 적용하여 상기 워터마크 삽입패턴을 생성하는 단계를 포함하는
    워터마크 생성 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 목표영상의 크기가 (N x M)이고 상기 워터마크의 개수가 (i x j)일 때, 상기 워터마크 삽입패턴의 크기는 다음 함수, 즉,
    (int(N/i), int(M/j))
    에 의해 계산된 최대 크기 이하의 범위에서 결정되는
    워터마크 생성 방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 워터마크 삽입패턴의 크기가 (Ni x Mj)이고 상기 워터마크의 크기가 WM일 때, 상기 대역확산 비트 수는 다음의 식, 즉,
    (Ni x Mj)/WM
    에 의해 계산되는
    워터마크 생성 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 스케일-업 단계는
    상기 워터마크 삽입패턴이 영문자 I 또는 X 형태로 반복되어 삽입되도록 확장패턴을 생성하는 단계를 포함하는
    워터마크 생성 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 원본영상은 1920 x 1080 크기의 Full HD급 영상인
    워터마크 생성 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 목표영상은 VOD 서비스를 위한 1280 x 720, 640 x 480 또는 400 x 300 크기의 영상인
    워터마크 생성 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 워터마크는
    상기 방송 콘텐츠의 식별자 정보, 상기 워터마크의 삽입을 위한 동기화 정보 및 상기 워터마크의 추출율을 높이기 위한 오류정정코드를 포함하는
    워터마크 생성 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 식별자 정보는 국가표준식별체계(UCI) 코드를 포함하는
    워터마크 생성 방법.
  10. 방송 콘텐츠를 서비스하고자 하는 목표영상의 크기 및 상기 목표영상의 한 프레임에 삽입하고자 하는 워터마크의 개수를 이용하여 워터마크 삽입패턴을 생성하는 단계;
    상기 워터마크 삽입패턴을 상기 방송 콘텐츠의 원본영상에 삽입하기 위한 특정 형태로 스케일-업(scale-up)하는 단계;
    상기 원본영상의 각 화소에 대응하는 워터마크 삽입 강도를 계산하는 단계; 및
    상기 워터마크 삽입 강도에 따라 상기 원본영상에 상기 스케일-업된 워터마크 삽입패턴을 삽입하는 단계
    를 포함하는 방송 콘텐츠 생성 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 워터마크 삽입패턴 생성 단계는
    상기 목표영상의 크기 및 상기 워터마크의 개수를 이용하여 상기 워터마크 삽입패턴의 크기를 결정하는 단계;
    상기 워터마크 삽입패턴의 크기와 상기 워터마크의 크기를 이용하여 대역확산(spread spectrum) 비트 수를 결정하는 단계; 및
    상기 비트 수를 이용한 대역확산 방식을 적용하여 상기 워터마크 삽입패턴을 생성하는 단계를 포함하는
    방송 콘텐츠 생성 방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 스케일-업 단계는
    상기 워터마크 삽입패턴이 영문자 I 또는 X 형태로 반복되어 삽입되도록 확장패턴을 생성하는 단계를 포함하는
    방송 콘텐츠 생성 방법.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 원본영상이 방송 송출되는 경우, 상기 스케일-업된 워터마크 삽입패턴은 상기 원본영상의 일부 또는 모든 프레임에 실시간으로 삽입되는
    방송 콘텐츠 생성 방법.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 원본영상은 1920 x 1080 크기의 Full HD급 영상이고, 상기 목표영상은 VOD 서비스를 위한 1280 x 720, 640 x 480 또는 400 x 300 크기의 영상인
    방송 콘텐츠 생성 방법.
  15. 방송 콘텐츠를 서비스하고자 하는 목표영상의 크기 및 상기 목표영상의 한 프레임에 삽입하고자 하는 워터마크의 개수를 이용하여 워터마크 삽입패턴을 생성하는 삽입패턴 생성부;
    상기 워터마크 삽입패턴을 상기 방송 콘텐츠의 원본영상에 삽입하기 위한 특정 형태로 스케일-업(scale-up)하는 확장부; 및
    상기 원본영상의 프레임마다 각 화소에 대응하는 워터마크 삽입 강도를 계산하고, 상기 워터마크 삽입 강도에 따라 상기 원본영상에 상기 스케일-업된 워터마크 삽입패턴을 실시간으로 삽입하는 워터마크 삽입부
    를 포함하는 워터마크 삽입 시스템.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 삽입패턴 생성부는
    상기 목표영상의 크기 및 상기 워터마크의 개수를 이용하여 상기 워터마크 삽입패턴의 크기를 결정하는 삽입패턴 크기 결정부; 및
    상기 워터마크 삽입패턴의 크기와 상기 워터마크의 크기를 이용하여 대역확산(spread spectrum) 비트 수를 결정하고, 대역확산 방식을 적용하여 상기 워터마크 삽입패턴을 생성하는 대역확산부를 포함하는
    워터마크 삽입 시스템.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 워터마크 삽입부는
    상기 원본영상의 일부 또는 모든 프레임마다 각 화소에 대응하는 상기 워터마크 삽입 강도를 실시간으로 계산하는 삽입 강도 계산부를 포함하는
    워터마크 삽입 시스템.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 삽입 강도 계산부는
    상기 원본영상의 각 프레임을 2 이상의 서브프레임으로 분할하고, 상기 2 이상의 서브프레임을 병렬 처리하기 위한 멀티-프로세서(multi-processor)로 구현되는
    워터마크 삽입 시스템.
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