KR20140081505A - 영상 데이터에 메시지를 삽입하는 영상 데이터 처리 방법 및 장치 - Google Patents

영상 데이터에 메시지를 삽입하는 영상 데이터 처리 방법 및 장치 Download PDF

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KR20140081505A
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Abstract

영상 데이터에 메시지를 삽입 및 추출하는 방법이 제공된다. 영상 데이터에 메시지를 삽입하는 방법은, 영상 데이터에 삽입될 메시지 데이터를 생성하는 단계와, 영상 데이터를 복수의 색상 채널로 분할하고, 복수의 색상 채널 중 두 채널 간의 차이 성분에 메시지 데이터를 삽입하는 단계와, 두 채널의 원본 성분과 메시지가 삽입된 두 채널 간의 차이 성분을 이용하여 두 채널의 성분을 재구성하는 단계 및 재구성된 두 채널의 성분과 나머지 색상 채널의 원본 성분을 이용하여 영상 데이터를 재구성하는 단계를 포함한다.

Description

영상 데이터에 메시지를 삽입하는 영상 데이터 처리 방법 및 장치{ Method for embedding message into image and apparatus thereof }
본 발명은 영상 데이터에 메시지를 삽입하는 영상 데이터 처리 방법 및 장치와 그 방법을 수행하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다.
PC나 다양한 휴대용 기기 등을 통하여 영상 콘텐트가 제공되고 있다. 다양한 영상 콘텐트들이 제공됨에 따라 그에 대한 저작권 문제가 발생하는 것을 방지할 필요가 있다. 따라서, 영상에 눈에 띄지 않을 정도의 세기로 기존의 데이터를 특정하게 변조시킴으로써 영상 데이터의 질은 떨어뜨리지 않고 저작자만이 알 수 있는 데이터를 삽입할 필요가 있다. 이렇게 숨겨진 데이터를 통해 이후에 발생할 저작권 문제에 있어 해당되는 데이터가 자신의 것임을 증명할 수 있다
그러나, 종래에는 영상에 데이터를 삽입함에 있어서, 삽입되는 데이터의 크기가 영상의 복잡도에 의존적이었으며, 특정 영상에 대하여는 데이터를 삽입할 수 없는 문제점이 있었다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는 영상 데이터에 포함된 색상 채널을 이용하여 메시지를 삽입하고, 메시지가 삽입된 영상 데이터로부터 메시지를 추출하는 방법 및 장치를 제공한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시 예에 따라 영상 데이터에 메시지를 삽입하는 방법은, 영상 데이터에 삽입될 메시지 데이터를 생성하는 단계와, 영상 데이터를 복수의 색상 채널로 분할하고, 복수의 색상 채널 중 두 채널 간의 차이 성분에 메시지 데이터를 삽입하는 단계와, 두 채널의 원본 성분과 메시지가 삽입된 두 채널 간의 차이 성분을 이용하여 상기 두 채널의 성분을 재구성하는 단계 및 재구성된 두 채널의 성분과 나머지 색상 채널의 원본 성분을 이용하여 영상 데이터를 재구성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 복수의 색상 채널은 적색 채널, 녹색 채널 및 청색 채널을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 메시지 데이터를 삽입하는 단계는 적색 채널과 청색 채널 사이의 차이 성분에 대해 FWT(Fast Wavelet Transform)을 실행하여 서브밴드들로 분할하고, 차이 성분의 적어도 하나의 서브밴드에 메시지 데이터를 삽입하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 영상 데이터를 재구성하는 단계는 녹색 채널의 경계(edge) 성분을 검출하는 단계와, 검출된 경계 성분에 대해 블러링(blurring)을 수행하는 단계 및 적색 채널 및 청색 채널 사이의 차이 성분, 블러링이 수행된 녹색 채널의 경계 성분, 메시지가 삽입된 데이터에 대해 RFWT(Reverse Fast Wavelet Transform)을 수행한 결과 및 적색 채널 및 청색 채널의 원본 성분에 기초하여 적색 채널 및 청색 채널을 재구성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 적색 채널 및 청색 채널을 재구성하는 단계는 적색 채널 및 청색 채널의 원본 성분에, 메시지가 삽입된 데이터에 대해 RFWT(Reverse Fast Wavelet Transform)을 수행한 결과, 블러링이 수행된 녹색 채널의 경계 성분 및 가중치를 곱한 결과를 합하거나 빼는 연산을 수행함으로써 적색 채널 및 청색 채널을 재구성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 메시지 데이터를 생성하는 단계는 메시지에 접두부(prefix)를 추가하는 단계를 포함하고, 메시지 데이터를 삽입하는 단계는 접두부가 추가된 메시지가 두 채널 간의 차이 성분에 삽입되도록 엔코딩하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따라 영상 데이터에 삽입된 메시지를 추출하는 방법은, 영상 데이터를 복수의 색상 채널로 분할하고, 복수의 색상 채널 중 소정의 두 채널 간의 차이 성분을 획득하는 단계 및 두 채널 간의 차이 성분으로부터 영상 데이터에 삽입된 메시지를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 복수의 색상 채널은 적색 채널, 녹색 채널 및 청색 채널을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 소정의 두 채널은 적색 채널 및 청색 채널이고, 메시지를 추출하는 단계는 녹색 채널의 경계 성분을 검출하는 단계와, 검출된 경계 성분에 대해 블러링을 수행하는 단계 및 적색 채널 및 상기 청색 채널 간의 차이 성분 및 블러링이 수행된 경계 성분에 기초하여 메시지 가 삽입된 데이터를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 메시지를 추출하는 단계는 적색 채널 및 청색 채널 간의 차이 성분을 블러링이 수행된 경계 성분의 역을 곱하는 연산을 수행함으로써 메시지가 삽입된 데이터를 획득하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 메시지를 추출하는 단계는 메시지가 삽입된 데이터에 대해 FWT를 실행하여 서브밴드들로 분할하는 단계 및 분할된 서브밴드들로부터 메시지를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 메시지를 추출하는 단계는 두 채널 간의 차이 성분으로부터 메시지가 삽입된 데이터를 획득하는 단계와, 메시지가 삽입된 데이터를 디코딩함으로써 메시지를 추출하는 단계 및 추출된 메시지에 대해 동기화를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 영상 데이터에 메시지를 삽입하는 영상 데이터 처리 장치는, 영상 데이터에 삽입될 메시지 데이터를 생성하는 메시지 생성부와, 영상 데이터를 복수의 색상 채널로 분할하고, 복수의 색상 채널 중 두 채널 간의 차이 성분에 메시지 데이터를 삽입하는 메시지 삽입부 및 두 채널의 원본 성분과 메시지가 삽입된 두 채널 간의 차이 성분을 이용하여 두 채널의 성분을 재구성하고, 재구성된 두 채널의 성분과 나머지 색상 채널의 원본 성분을 이용하여 영상 데이터를 재구성하는 영상 재구성부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 복수의 색상 채널은 적색 채널, 녹색 채널 및 청색 채널을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 메시지 삽입부는 적색 채널과 청색 채널 사이의 차이 성분에 대해 FWT(Fast Wavelet Transform)을 실행하여 서브밴드들로 분할하는 웨이블릿 변환부 및 차이 성분의 적어도 하나의 서브밴드에 메시지 데이터를 삽입하는 엔코더를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 영상 재구성부는 녹색 채널의 경계(edge) 성분을 검출하고, 검출된 경계 성분에 대해 블러링(blurring)을 수행하며, 메시지가 삽입된 데이터에 대해 RFWT(Reverse Fast Wavelet Transform)을 수행하고, 적색 채널 및 청색 채널 사이의 차이 성분, 블러링이 수행된 녹색 채널의 경계 성분, 메시지가 삽입된 데이터에 대해 RFWT(Reverse Fast Wavelet Transform)을 수행한 결과 및 적색 채널 및 청색 채널의 원본 성분에 기초하여 적색 채널 및 청색 채널을 재구성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 영상 재구성부는 적색 채널 및 청색 채널의 원본 성분에, 메시지가 삽입된 데이터에 대해 RFWT(Reverse Fast Wavelet Transform)을 수행한 결과, 블러링이 수행된 녹색 채널의 경계 성분 및 가중치를 곱한 결과를 합하거나 빼는 연산을 수행함으로써 적색 채널 및 청색 채널을 재구성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 메시지 생성부는 메시지에 접두부(prefix)를 추가하고, 메시지 삽입부는 접두부가 추가된 메시지가 두 채널 간의 차이 성분에 삽입되도록 엔코딩하는 엔코더를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 영상으로부터 메시지를 추출하는 영상 데이터 처리 장치는, 영상 데이터를 복수의 색상 채널로 분할하고, 복수의 색상 채널 중 소정의 두 채널 간의 차이 성분을 획득하는 영상 처리부 및 두 채널 간의 차이 성분으로부터 영상 데이터에 삽입된 메시지를 추출하는 메시지 추출부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 복수의 색상 채널은 적색 채널, 녹색 채널 및 청색 채널을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 소정의 두 채널은 적색 채널 및 청색 채널이고, 상기 메시지 추출부는 녹색 채널의 경계 성분을 검출하고, 검출된 경계 성분에 대해 블러링을 수행하며, 적색 채널 및 청색 채널 간의 차이 성분 및 블러링이 수행된 경계 성분에 기초하여 메시지가 삽입된 데이터를 획득하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 메시지 추출부는 적색 채널 및 청색 채널 간의 차이 성분을 블러링이 수행된 경계 성분으로 나누는 연산을 수행함으로써 상기 메시지가 삽입된 데이터를 획득하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 메시지 추출부는 메시지가 삽입된 데이터에 대해 FWT를 실행하여 서브밴드들로 분할하는 웨이블릿 변환부 및 분할된 서브밴드들로부터 메시지를 추출하는 디코더를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 메시지 추출부는 두 채널 간의 차이 성분으로부터 메시지가 삽입된 데이터를 획득하고, 메시지가 삽입된 데이터를 디코딩함으로써 메시지를 추출하는 디코더 및 추출된 메시지에 대해 동기화를 수행하는 동기화부를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따라 영상 데이터에 메시지를 삽입하는 프로세스를 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 두 채널의 성분을 재구성하는 프로세스를 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 영상 데이터에 메시지를 삽입하는 영상 데이터 처리 장치의 구조를 간단히 도시한 구조도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 데이터에 메시지를 삽입하는 영상 데이터 처리 장치의 동작을 보다 상세히 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 영상 데이터로부터 메시지를 추출하는 프로세스를 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 영상 데이터로부터 메시지를 추출하는 영상 데이터 처리 장치의 구조를 간단히 도시한 구조도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 영상 데이터로부터 메시지를 추출하는 영상 데이터 처리 장치의 동작을 보다 상세히 도시한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따라 영상 데이터에 메시지를 삽입하는 프로세스를 나타낸 순서도이다.
먼저, 영상 데이터 처리 장치는 영상 데이터에 삽입될 메시지 데이터를 생성할 수 있다(S100).
여기서, 메시지는 영상 데이터에 삽입될 정보를 의미한다. 예를 들어, 메시지는 이미지나 텍스트 등의 형태로 이루어진 정보일 수 있다. 메시지 데이터는 영상 데이터에 삽입될 메시지를 포함하는 데이터로서, 메시지에 대한 정보처리를 통해 생성된 데이터를 의미한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 영상 데이터 처리 장치는 메시지의 4 비트가 5 비트로 전환되도록 엔코딩하고, 메시지에 접두부(prefix)를 추가할 수 있다. 이 때, 영상 데이터 처리 장치는 순방향 오류 정정(Forward Error Correction)을 위한 비트를 엔코딩된 메시지에 삽입할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시 예에 따르면, 영상 데이터 처리 장치는 기 설정된 암호 키에 기초하여 의사 난수열(Pseudo Random Sequence)을 생성할 수 있다. 영상 데이터 처리 장치는 암호화를 위하여 생성된 의사 난수열과 메시지를 결합할 수 있다.
이후, 영상 데이터 처리 장치는 영상 데이터를 복수의 색상 채널로 분할하고, 복수의 색상 채널 중 두 채널(이하, 채널은 색상 채널을 의미한다) 간의 차이 성분에 S100 단계에서 생성된 데이터를 삽입할 수 있다(S110).
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 영상 데이터 처리 장치는 두 채널 간의 차이 성분의 서브밴드들을 분할할 수 있다. 여기서, 영상 데이터 처리 장치는 분할된 서브밴드 중 적어도 하나에 S100 단계에서 생성된 데이터를 포함하는 데이터를 생성할 수 있다. 또한, 영상 데이터 처리 장치는, 예를 들어, 두 채널 간의 차이 성분에 대해 FWT(Fast Wavelet Transform)를 실행함으로써 두 채널 간의 사이 성분의 서브밴드들을 분할할 수 있다. FWT는 음성 신호처리나 영상 신호처리 등에서 응용되는 변환방법으로서, 시간 영역과 주파수 영역 간에 변환을 수행한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 복수의 색상 채널은 적색 채널, 녹색 채널 및 청색 채널로 구성될 수 있다. 이 때, 적색 채널 및 청색 채널 사이의 차이 성분이 두 채널 간의 차이 성분이 될 수 있다.
이후, 영상 데이터 처리 장치는 그 차이 성분에 메시지가 삽입된 두 채널의 차이 성분과 두 채널의 원본 성분을 이용하여 두 채널의 성분을 재구성할 수 있다(S120).
여기서, 재구성된 두 채널의 성분에는 메시지가 삽입된 데이터에 대한 정보가 포함되어야 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 영상 데이터 처리 장치는 FWT 실행 후 서브 밴드에 메시지가 삽입된 데이터에 대해 RFWT(Reverse Fast Wavelet Transform)을 실행할 수 있다. 영상 데이터 처리 장치는 RFWT가 수행된 결과에 기초하여 두 채널의 성분을 재구성할 수 있다.
이후, 영상 데이터 처리 장치는 S120 단계에서 재구성된 두 채널의 성분과 나머지 색상 채널의 원본 성분을 이용하여 영상 데이터를 재구성할 수 있다(S130).
예를 들어, S110 단계에서 영상 데이터가 적색 채널, 녹색 채널 및 청색 채널로 분할된 경우, S120단계에서 재구성된 적색 채널 및 청색 채널의 성분과 녹색 채널의 원본 성분을 이용하여 영상 데이터를 재구성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 두 채널의 성분을 재구성하는 프로세스를 나타낸 순서도이다.
보다 상세하게는, 도 2는 S110 단계에서 영상 데이터를 적색 채널, 녹색 채널 및 청색 채널로 분할한 경우, S120 단계에서 두 채널의 성분을 재구성하는 일 실시 예를 도시한 도면이다.
먼저, 영상 데이터 처리 장치는 녹색 채널의 경계(edge) 성분을 검출한다(S200). 여기서, 영상 데이터 처리 장치는 다양한 수단을 이용하여 경계 성분을 검출할 수 있다. 예를 들어, 영상 데이터 처리 장치는 소벨 오퍼레이터(Sobel Operator)를 적용함으로써 경계 성분을 검출할 수 있다.
이후, 영상 데이터 처리 장치는 녹색 채널의 경계 성분에 대해 블러링(Blurring)을 수행한다(S210).
여기서, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 데이터의 정규화를 위하여 정규화된 가우시안 블러(Gaussian Blur)를 적용할 수 있다.
이후, 영상 데이터 처리 장치는 적색 채널 및 청색 채널을 재구성할 수 있다(S220).
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 영상 데이터 처리 장치는 적색 채널 및 청색 채널 사이의 차이 성분, 블러링이 수행된 녹색 채널의 경계 성분, 메시지가 삽입된 데이터에 대해 RFWT를 수행한 결과 및 적색 채널 및 청색 채널의 원본 성분에 기초하여 적색 채널 및 청색 채널을 재구성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 영상 데이터 처리 장치는 하기 수학식1에 따라서 적색 채널 및 청색 채널을 재구성할 수 있다.
Figure pat00001
여기서,
Figure pat00002
는 재구성된 적색 채널의 성분을 의미한다.
Figure pat00003
는 재구성된 청색 채널의 성분을 의미한다.
Figure pat00004
는 적색 채널의 원본 성분을 의미한다.
Figure pat00005
는 청색 채널의 원본 성분을 의미한다.
Figure pat00006
는 메시지 데이터가 삽입된 적색 채널 및 청색 채널의 차이 성분에 대해 RFWT를 수행한 결과를 의미한다.
Figure pat00007
는 적색 채널과 청색 채널의 차이 성분을 의미한다.
Figure pat00008
는 녹색 채널의 경계 성분에 대해 블러링을 수행한 결과를 의미한다.
Figure pat00009
및
Figure pat00010
는 각각 적색 채널 및 청색 채널에 대해 삽입될 신호의 세기를 의미한다. 여기서,
Figure pat00011
및
Figure pat00012
는 하기 수학식 2와 같은 관계를 가진다.
Figure pat00013
여기서, 녹색 채널의 경계 성분에 대해 정규화된 블러가 적용된 경우,
Figure pat00014
및
Figure pat00015
는 0 이상 255 이하의 범위에서 정규화될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 영상 데이터에 메시지를 삽입하는 영상 데이터 처리 장치의 구조를 간단히 도시한 구조도이다.
본 발명의 일 실시 예에 따라 영상 데이터에 메시지를 삽입하는 영상 데이터 처리 장치(300)는, 원본 영상 데이터(310)에 삽입될 메시지(320)에 기초하여 메시지 데이터를 생성하는 메시지 생성부(330)와, 원본 영상 데이터(310)를 복수의 색상 채널로 분할하고 생성된 메시지 데이터를 복수의 색상 채널 중 두 채널 간의 차이 성분에 삽입하는 메시지 삽입부(340) 및 영상을 재구성하는 영상 재구성부(250)를 포함한다. 도면에는 도시되지 않았으나, 영상 데이터 처리 장치(300)는 기기 제어 및 연산 수행을 위한 프로세서를 포함할 수 있다.
영상 데이터 처리 장치(300)는 원본 영상 데이터(310) 및 메시지(320)에 따라서 원본 영상 데이터(310)에 메시지 데이터가 삽입된 재구성된 영상 데이터(360)를 생성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 영상 데이터에 메시지를 삽입하는 영상 데이터 처리 장치의 동작을 보다 상세히 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 영상 데이터 처리 장치(300)의 메시지 생성부(330)는, 메시지(320)에 대하여 4비트를 5비트로 전환하고 접두부(prefix)를 추가할 수 있다(S410).
또한, 메시지 생성부(330)는 기 설정된 비밀 키(400)에 따라서 의사 난수열 생성기(420)를 통해 의사 난수열(Pseudo Random Sequence)을 생성할 수 있다. 메시지 생성부(330)는 암호화를 위하여 생성된 의사 난수열을 접두부가 추가된 메시지와 결합하여 메시지 데이터를 생성할 수 있다. 여기서, 도면에는 도시되지 않았으나, 메시지 생성부(330)는 순방향 오류 정정(Forward Error Correction)을 위한 비트를 메시지 데이터에 삽입할 수 있다.
영상 데이터 처리 장치(300)의 메시지 삽입부(340)는, 원본 영상 데이터(310)를 복수의 색상 채널로 분할한다(S430). 도 4에 따르면, 메시지 삽입부(340)는 원본 영상 데이터(310)를 적색 채널(441), 청색 채널(442) 및 녹색 채널(443)으로 분할한다.
메시지 삽입부(340)는 적색 채널(441) 및 청색 채널(442)의 차이 성분(455)을 획득한다(S450). 이후, 메시지 삽입부(340)는 차이 성분(455)에 대하여 웨이블릿 변환부(460)를 통해 FWT를 실행함으로써 서브밴드들을 분할할 수 있는 웨이블릿 영역의 데이터(465)를 획득한다.
이후, 메시지 삽입부(340)는 메시지 생성부(330)에서 생성된 메시지 데이터가 적어도 하나의 서브밴드에 삽입되도록 엔코더(470)를 통해 엔코딩을 수행한다.
영상 재구성부(350)는 녹색 채널(443)의 경계 성분을 검출한다(S480). 이후, 영상 재구성부(350)는 녹색 채널(443)의 경계 성분에 대해 블러링을 수행한다(S485). 여기서, 블러링은 정규화된 가우시안 블러를 적용함으로써 수행될 수 있다.
또한, 영상 재구성부(350)는 엔코더(470)를 통해 메시지 데이터가 삽입된 데이터에 대해 RFWT(Reverse Fast Wavelet Transform)을 수행할 수 있다(S475).
이후, 영상 재구성부(350)는 적색 채널(441) 및 청색 채널(442)의 원본 성분, S485 단계에서 블러링을 수행한 결과 및 S475 단계에서 RFWT를 수행한 결과에 기초하여 적색 채널 및 청색 채널을 재구성할 수 있다(S490).
이후, 영상 재구성부(350)는 S490 단계에서 재구성된 적색 채널 및 청색 채널 및 녹색 채널(443)에 기초해 영상을 재구성(S495)함으로써 재구성된 영상 데이터(360)를 생성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 영상 데이터로부터 메시지를 추출하는 프로세스를 나타낸 순서도이다.
영상 데이터 처리 장치는 메시지가 삽입된 영상 데이터를 복수의 색상 채널로 분할한다(S500).
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 복수의 색상 채널은 적색 채널, 녹색 채널 및 청색 채널로 구성될 수 있다.
이후, 영상 데이터 처리 장치는 복수의 색상 채널 중 소정의 두 채널 간의 차이 성분을 획득한다(S510).
S500 단계에서 영상 데이터가 적색 채널, 녹색 채널 및 청색 채널로 분할된 경우, 적색 채널 및 청색 채널 사이의 차이 성분이 두 채널 간의 차이 성분이 될 수 있다.
이후, 영상 데이터 처리 장치는 두 채널 간의 차이 성분으로부터 영상 데이터에 삽입된 메시지를 추출한다(S520).
S500 단계에서 영상 데이터가 적색 채널, 녹색 채널 및 청색 채널로 분할된 경우, 영상 데이터 처리 장치는 녹색 채널의 경계 성분을 검출하고, 검출된 경계 성분에 대해 블러링을 수행할 수 있다. 예를 들어, 소벨 오퍼레이터(Sobel Operator)를 적용함으로써 경계 성분을 검출하고, 데이터의 정규화를 위하여 정규화된 가우시안 블러를 적용할 수 있다.
영상 데이터 처리 장치는 블러링이 수행된 녹색 채널의 경계 성분과 적색 채널 및 청색 채널의 차이 성분에 기초하여 메시지 데이터를 획득할 수 있다.
여기서, 영상 데이터 처리 장치는 블러링이 수행된 녹색 채널의 경계 성분의 역(inverse)을 적색 채널 및 청색 채널의 차이 성분에 곱할 수 있다. 수학식 1을 참조하면, 블러링이 수행된 녹색 채널의 경계 성분의 역(inverse)을 적색 채널 및 청색 채널의 차이 성분에 곱한 결과는 하기 수학식 3과 같다.
Figure pat00016
여기서, 녹색 채널 성분에 대해 정규화된 가우시안 블러를 적용한 경우,
Figure pat00017
Figure pat00018
이며, 수학식 2를 참조하면
Figure pat00019
이므로, 하기 수학식 4와 같은 결과를 얻을 수 있다.
Figure pat00020
따라서, 메시지 데이터가 삽입된 적색 채널 및 청색 채널의 차이 성분에 대해 RFWT를 수행한 결과인
Figure pat00021
를 얻을 수 있다.
따라서, 영상 데이터 처리 장치는 메시지가 삽입된 데이터인
Figure pat00022
에 대해 FWT를 실행하여 서브밴드들로 분할하고, 분할된 서브밴드들로부터 메시지를 추출할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 영상 데이터 처리 장치는 메시지가 삽입된 데이터인
Figure pat00023
를 디코딩함으로써 메시지를 추출하고, 추출된 메시지에 대해 동기화를 수행할 수 있다. 추출된 메시지에 대한 동기화는 영상 데이터에 메시지를 삽입할 때 추가된 접두부(prefix)를 이용하여 수행될 수 있다. 또한, 영상 데이터 처리 장치는 메시지에 대한 동기화를 수행함과 동시에 메시지에 대해 5 비트가 4비트로 전환되도록 디코딩할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 도면에는 도시되지 않았으나 순방향 오류 정정 방식을 이용하여 오류를 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시 예에 따르면, 영상 데이터 처리 장치는 메시지가 삽입될 때 이용된 암호 키와 동일한 암호 키에 기초하여 의사 난수열 생성할 수 있다. 영상 데이터 처리 장치는 생성된 의사 난수열을 이용하여
Figure pat00024
에 포함된 의사 난수열을 제거하고 메시지를 추출할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 영상 데이터로부터 메시지를 추출하는 영상 데이터 처리 장치의 구조를 간단히 도시한 구조도이다.
본 발명의 일 실시 예에 따라 재구성된 영상 데이터(310)로부터 메시지(320)를 추출하는 영상 데이터 처리 장치(600)는, 재구성된 영상 데이터(310)를 복수의 색상 채널로 분할하고, 복수의 색상 채널 중 소정의 두 채널 간의 차이 성분을 획득하는 영상 처리부(610) 및 두 채널 간의 차이 성분으로부터 재구성된 영상 데이터(310)에 삽입된 메시지(320)를 추출하는 메시지 추출부(620)를 포함할 수 있다. 도면에는 도시되지 않았으나, 영상 데이터 처리 장치(600)는 기기 제어 및 연산 수행을 위한 프로세서를 포함할 수 있다.
영상 데이터 처리 장치(600)는 재구성된 영상 데이터(310)로부터 메시지(320)를 추출할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 영상 데이터로부터 메시지를 추출하는 영상 데이터 처리 장치의 동작을 보다 상세히 도시한 도면이다.
영상 데이터 처리 장치(600)의 영상 처리부(610)는 재구성된 영상 데이터(310)를 복수의 색상 채널로 분할한다(S700). 도 7에 따르면, 영상 처리부(610)는 재구성된 영상 데이터(310)를 적색 채널(711), 청색 채널(712) 및 녹색 채널(713)으로 분할한다.
이후, 영상 처리부(610)는 적책 채널(711) 및 청색 채널(712)의 차이 성부(725)를 획득한다(S720).
영상 데이터 처리 장치(600)의 메시지 추출부(620)는 녹색 채널(713)의 경계 성분을 검출한다(S720). 메시지 추출부(620)는 녹색 채널(713)의 경계 성분에 대한 블러링을 수행한다(S735). 여기서, 메시지 추출부(620)는 녹색 채널(713)의 경계 성분에 대해 정규화된 가우시안 블러를 적용함으로써 블러링을 수행할 수 있다.
이후, 메시지 추출부(620)는 S735 단계에서 블러링을 수행한 결과의 역을 차이 성분(725)에 곱하는 연산을 수행함으로써 메시지가 삽입된 데이터인
Figure pat00025
를 획득할 수 있다.
이후, 메시지 추출부(620)는 웨이블릿 변환부(740)를 통해
Figure pat00026
에 FWT를 수행함으로써 서브밴드들을 분할할 수 있는 웨이블릿 영역의 데이터(745)를 획득할 수 있다.
이후, 메시지 추출부(620)의 디코더는 메시지 추출부(620)는 웨이블릿 영역의 데이터(745)를 디코딩하여 서브밴드에 삽입된 메시지 데이터를 획득할 수 있다.
이후, 메시지 추출부(620)의 동기화부(770)는 메시지 데이터를 동기화 함으로써 메시지(320)를 획득할 수 있다.
여기서, 도면에는 도시되지 않았으나, 동기화부(770)는 순방향 오류 정정을 통해 메시지 데이터의 오류를 정정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 메시지 추출부(620)는 기 설정된 비밀 키(780)에 기초하여 의사 난수열 생성기(760)를 통해 의사 난수열을 생성할 수 있다. 여기서 비밀 키(780)는 영상 데이터에 메시지를 삽입할 때 사용된 비밀 키(400)에 대응되는 키가 이용될 수 있다. 동기화부(770)는 생성된 의사 난수열을 이용하여 메시지 데이터에 포함된 의사 난수열에 대한 정보를 제거하고 메시지(320)를 추출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (25)

  1. 영상 데이터에 메시지를 삽입하는 방법에 있어서,
    상기 영상 데이터에 삽입될 메시지 데이터를 생성하는 단계;
    상기 영상 데이터를 복수의 색상 채널로 분할하고, 상기 복수의 색상 채널 중 두 채널 간의 차이 성분에 상기 메시지 데이터를 삽입하는 단계;
    상기 두 채널의 원본 성분과 상기 메시지가 삽입된 두 채널 간의 차이 성분을 이용하여 상기 두 채널의 성분을 재구성하는 단계; 및
    상기 재구성된 두 채널의 성분과 나머지 색상 채널의 원본 성분을 이용하여 상기 영상 데이터를 재구성하는 단계를 포함하는 영상 데이터 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 색상 채널은,
    적색 채널, 녹색 채널 및 청색 채널인 것을 특징으로 하는 영상 데이터 처리 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 메시지 데이터를 삽입하는 단계는,
    상기 적색 채널과 상기 청색 채널 사이의 차이 성분에 대해 FWT(Fast Wavelet Transform)을 실행하여 서브밴드들로 분할하고, 상기 차이 성분의 적어도 하나의 서브밴드에 상기 메시지 데이터를 삽입하는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 처리 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 영상 데이터를 재구성하는 단계는,
    상기 녹색 채널의 경계(edge) 성분을 검출하는 단계;
    상기 검출된 경계 성분에 대해 블러링(blurring)을 수행하는 단계; 및
    상기 적색 채널 및 상기 청색 채널 사이의 차이 성분, 블러링이 수행된 녹색 채널의 경계 성분, 상기 메시지가 삽입된 데이터에 대해 RFWT(Reverse Fast Wavelet Transform)을 수행한 결과 및 상기 적색 채널 및 상기 청색 채널의 원본 성분에 기초하여 상기 적색 채널 및 상기 청색 채널을 재구성하는 단계를 포함 하는 영상 데이터 처리 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 적색 채널 및 상기 청색 채널을 재구성하는 단계는,
    상기 적색 채널 및 상기 청색 채널의 원본 성분에, 상기 메시지가 삽입된 데이터에 대해 RFWT(Reverse Fast Wavelet Transform)을 수행한 결과, 블러링이 수행된 녹색 채널의 경계 성분 및 가중치를 곱한 결과를 합하거나 빼는 연산을 수행함으로써 상기 적색 채널 및 상기 청색 채널을 재구성하는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 처리 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 메시지 데이터를 생성하는 단계는,
    상기 메시지에 접두부(prefix)를 추가하는 단계를 포함하고,
    상기 메시지 데이터를 삽입하는 단계는,
    상기 접두부가 추가된 메시지가 상기 두 채널 간의 차이 성분에 삽입되도록 엔코딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 처리 방법.
  7. 영상 데이터에 삽입된 메시지를 추출하는 방법에 있어서,
    상기 영상 데이터를 복수의 색상 채널로 분할하고, 상기 복수의 색상 채널 중 소정의 두 채널 간의 차이 성분을 획득하는 단계; 및
    상기 두 채널 간의 차이 성분으로부터 상기 영상 데이터에 삽입된 메시지를 추출하는 단계를 포함하는 영상 데이터 처리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 색상 채널은,
    적색 채널, 녹색 채널 및 청색 채널인 것을 특징으로 하는 영상 데이터 처리 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 소정의 두 채널은,
    상기 적색 채널 및 상기 청색 채널이고,
    상기 메시지를 추출하는 단계는,
    상기 녹색 채널의 경계 성분을 검출하는 단계;
    상기 검출된 경계 성분에 대해 블러링을 수행하는 단계; 및
    상기 적색 채널 및 상기 청색 채널 간의 차이 성분 및 상기 블러링이 수행된 경계 성분에 기초하여 메시지 가 삽입된 데이터를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 처리 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 메시지를 추출하는 단계는,
    상기 적색 채널 및 상기 청색 채널 간의 차이 성분을 상기 블러링이 수행된 경계 성분의 역을 곱하는 연산을 수행함으로써 상기 메시지가 삽입된 데이터를 획득하는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 처리 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 메시지를 추출하는 단계는,
    상기 메시지가 삽입된 데이터에 대해 FWT를 실행하여 서브밴드들로 분할하는 단계; 및
    상기 분할된 서브밴드들로부터 메시지를 추출하는 단계를 포함하는 영상 데이터 처리 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 메시지를 추출하는 단계는,
    상기 두 채널 간의 차이 성분으로부터 메시지가 삽입된 데이터를 획득하는 단계;
    상기 메시지가 삽입된 데이터를 디코딩함으로써 메시지를 추출하는 단계; 및
    상기 추출된 메시지에 대해 동기화를 수행하는 단계를 더 포함하는 영상 데이터 처리 방법.
  13. 영상 데이터에 삽입될 메시지 데이터를 생성하는 메시지 생성부;
    상기 영상 데이터를 복수의 색상 채널로 분할하고, 상기 복수의 색상 채널 중 두 채널 간의 차이 성분에 메시지 데이터를 삽입하는 메시지 삽입부; 및
    상기 두 채널의 원본 성분과 상기 메시지가 삽입된 두 채널 간의 차이 성분을 이용하여 상기 두 채널의 성분을 재구성하고, 상기 재구성된 두 채널의 성분과 나머지 색상 채널의 원본 성분을 이용하여 상기 영상 데이터를 재구성하는 영상 재구성부를 포함하는 영상 데이터 처리 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 복수의 색상 채널은,
    적색 채널, 녹색 채널 및 청색 채널인 것을 특징으로 하는 영상 데이터 처리 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 메시지 삽입부는,
    상기 적색 채널과 상기 청색 채널 사이의 차이 성분에 대해 FWT(Fast Wavelet Transform)을 실행하여 서브밴드들로 분할하는 웨이블릿 변환부; 및
    상기 차이 성분의 적어도 하나의 서브밴드에 상기 메시지 데이터를 삽입하는 엔코더를 포함하는 영상 데이터 처리 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 영상 재구성부는,
    상기 녹색 채널의 경계(edge) 성분을 검출하고, 상기 검출된 경계 성분에 대해 블러링(blurring)을 수행하며,
    상기 메시지가 삽입된 데이터에 대해 RFWT(Reverse Fast Wavelet Transform)을 수행하고,
    상기 적색 채널 및 상기 청색 채널 사이의 차이 성분, 블러링이 수행된 녹색 채널의 경계 성분, 상기 메시지가 삽입된 데이터에 대해 RFWT(Reverse Fast Wavelet Transform)을 수행한 결과 및 상기 적색 채널 및 상기 청색 채널의 원본 성분에 기초하여 상기 적색 채널 및 상기 청색 채널을 재구성하는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 처리 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 영상 재구성부는,
    상기 적색 채널 및 상기 청색 채널의 원본 성분에, 상기 메시지가 삽입된 데이터에 대해 RFWT(Reverse Fast Wavelet Transform)을 수행한 결과, 블러링이 수행된 녹색 채널의 경계 성분 및 가중치를 곱한 결과를 합하거나 빼는 연산을 수행함으로써 상기 적색 채널 및 상기 청색 채널을 재구성하는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 처리 장치.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 메시지 생성부는,
    상기 메시지에 접두부(prefix)를 추가하고,
    상기 메시지 삽입부는,
    상기 접두부가 추가된 메시지가 상기 두 채널 간의 차이 성분에 삽입되도록 엔코딩하는 엔코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 처리 방법.
  19. 영상 데이터를 복수의 색상 채널로 분할하고, 상기 복수의 색상 채널 중 소정의 두 채널 간의 차이 성분을 획득하는 영상 처리부; 및
    상기 두 채널 간의 차이 성분으로부터 상기 영상 데이터에 삽입된 메시지를 추출하는 메시지 추출부를 포함하는 영상 데이터 처리 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 복수의 색상 채널은,
    적색 채널, 녹색 채널 및 청색 채널인 것을 특징으로 하는 영상 데이터 처리 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 소정의 두 채널은,
    상기 적색 채널 및 상기 청색 채널이고,
    상기 메시지 추출부는,
    상기 녹색 채널의 경계 성분을 검출하고, 상기 검출된 경계 성분에 대해 블러링을 수행하며,
    상기 적색 채널 및 상기 청색 채널 간의 차이 성분 및 상기 블러링이 수행된 경계 성분에 기초하여 메시지가 삽입된 데이터를 획득하는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 처리 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 메시지 추출부는,
    상기 적색 채널 및 상기 청색 채널 간의 차이 성분을 상기 블러링이 수행된 경계 성분으로 나누는 연산을 수행함으로써 상기 메시지가 삽입된 데이터를 획득하는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 처리 장치.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 메시지 추출부는,
    상기 메시지가 삽입된 데이터에 대해 FWT를 실행하여 서브밴드들로 분할하는 웨이블릿 변환부; 및
    상기 분할된 서브밴드들로부터 메시지를 추출하는 디코더를 포함하는 영상 데이터 처리 장치.
  24. 제 19 항에 있어서,
    상기 메시지 추출부는,
    상기 두 채널 간의 차이 성분으로부터 메시지가 삽입된 데이터를 획득하고,
    상기 메시지가 삽입된 데이터를 디코딩함으로써 메시지를 추출하는 디코더; 및
    상기 추출된 메시지에 대해 동기화를 수행하는 동기화부를 포함하는 영상 데이터 처리 장치.
  25. 제 1 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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