KR20210056658A - 포렌식 워터마크 임베딩 장치 및 방법 - Google Patents

포렌식 워터마크 임베딩 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 포렌식 워터마크 임베딩 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 포렌식 워터마크 임베딩 장치는, 임베딩 정보를 저장하기 위한 데이터베이스 유닛; 원본 콘텐츠에서 소정 구간의 콘텐츠마다 블록들을 분석하여 동일 블록에 대해, 워터마크 0을 임베딩하고 생성된 0 임베딩 콘텐츠를 포함한 0 콘텐츠들을 0 콘텐츠 파일로 저장하고 그리고 워터마크 1을 임베딩하고 1 임베딩 블록들을 청크 파일로 저장하고, 워터마크 0 또는 1이 임베딩된 블록들에 대한 임베딩 정보를 데이터베이스 유닛에 저장하는 전처리 유닛; 및 데이터베이스 유닛에 저장된 임베딩 정보를 이용하여 전처리 유닛으로부터 제공되는 0 콘텐츠 파일에서 워터마크 0이 임베딩된 블록들을 추출하고 워터마크 정보에 근거하여 청크 파일의 1 임베딩 블록들로 대체하여 워터마크 정보를 표시한 배포 콘텐츠를 출력하는 배포 유닛을 포함함으로써, 실시간 응답성을 보장하면서도 공모 공격에 강인한 포렌식 워터마크를 제공할 수 있다.

Description

포렌식 워터마크 임베딩 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR INSERTING FORENSIC WATERMARKS}
본 발명은 포렌식 워터마크 임베딩 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 워터마크 정보를 임베딩한 블록들을 미리 준비해두어 실시간 응답성을 보장하면서도 공모 공격에 강인한 포렌식 워터마크 임베딩 장치 및 방법에 관한 것이다.
서버 사이드에서 포렌식 워터마크를 임베딩하기 위해서는 실시간으로 사용자 정보를 임베딩해야 하는 어려움을 극복해야 한다. 이러한 어려움을 극복하기 위해, 전처리 과정을 통해 원본 콘텐츠에 워터마크 0을 임베딩한 0 콘텐츠 파일과 원본 콘텐츠에 워터마크 1을 임베딩한 1 콘텐츠 파일을 생성한 후에, 사용자 정보에 근거하여 실시간으로 전처리 과정에서 생성된 0 콘텐츠 파일과 1 콘텐츠 파일을 조합하여 포렌식 워터마크를 임베딩하는 방식이 사용되고 있다.
하지만, 이 방식은 복수의 사용자가 각자가 자신이 가진 콘텐츠의 일부 구간을 섞어 쉽게 포렌식 워터마크를 무력화할 수 있는 치명적인 단점이 있다. 예를 들면, 두 명의 사용자가 각자 내려받은 콘텐츠 섹션들을 섞여서 완전히 다른 콘텐츠 파일을 만들어 서비스 제공자가 임베딩한 정보를 무력화할 수 있다. 그럼에도, 이 방식은 서버 사이드에서 실시간으로 포렌식 마크를 임베딩할 수 있다는 장점으로 인해, 공모 공격(collusion attack)에 취약함에도 시장에서 관심을 받고 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 워터마크 정보를 임베딩한 블록들을 미리 준비해두어 실시간 응답성을 보장하면서도 공모 공격에 강인한 포렌식 워터마크 임베딩 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 포렌식 워터마크 임베딩 장치는, 임베딩 정보를 저장하기 위한 데이터베이스 유닛; 원본 콘텐츠에서 소정 구간의 콘텐츠마다 블록들을 분석하여 동일 블록에 대해, 워터마크 0을 임베딩하고 생성된 0 임베딩 콘텐츠를 포함한 0 콘텐츠들을 0 콘텐츠 파일로 저장하고 그리고 워터마크 1을 임베딩하고 1 임베딩 블록들을 청크 파일로 저장하고, 상기 워터마크 0 또는 1이 임베딩된 블록들에 대한 상기 임베딩 정보를 상기 데이터베이스 유닛에 저장하는 전처리 유닛; 및 상기 데이터베이스 유닛에 저장된 상기 임베딩 정보를 이용하여 상기 전처리 유닛으로부터 제공되는 상기 0 콘텐츠 파일에서 상기 워터마크 0이 임베딩된 블록들을 추출하고 워터마크 정보에 근거하여 상기 청크 파일의 상기 1 임베딩 블록들로 대체하여 상기 워터마크 정보를 표시한 배포 콘텐츠를 출력하는 배포 유닛을 제공한다.
상기 원본 콘텐츠는 동영상 콘텐츠이고, 상기 소정 구간의 콘텐츠는 GOP(Group Of Picture) 콘텐츠와 관련이 있고, 상기 전처리 유닛은 상기 GOP 콘텐츠 중 소정의 프레임의 블록들을 분석하여 상기 워터마크 정보를 표시할 블록들에 대한 위치 정보를 상기 임베딩 정보로 저장할 수 있다.
상기 배포 유닛은 상기 임베딩 정보를 이용하여 상기 전처리 유닛으로부터 제공되는 상기 0 콘텐츠 파일에서 상기 워터마크 0이 임베딩된 블록들을 가진 프레임을 추출하고 상기 추출된 프레임을 파싱하여 비트스트림의 NAL(network abstration layer) 단위로 상기 워터마크 정보에 근거하여 상기 청크 파일의 상기 1 임베딩 블록들로 대체할 수 있다.
상기 배포 유닛은 클라이언트 메타데이터가 입력되면 상기 클라이언트 메타데이터로부터 상기 워터마크 정보를 생성하고, 상기 클라이언트 메타데이터 및 상기 워터마크 정보를 연계하여 상기 데이터베이스 유닛에 저장할 수 있다.
상기 전처리 유닛은 상기 소정의 프레임에 상기 워터마크 정보를 페이로딩할 수 있는 개수를 만족하는 블록들이 있는지를 확인할 수 있다.
상기 전처리 유닛은 상기 원본 콘텐츠에서 섹션 콘텐츠마다, 섹션 워터마크 0을 임베딩하여 0 섹션 콘텐츠들을 0 섹션 콘텐츠 파일로 저장하고 그리고 섹션 워터마크 1을 임베딩하여 1 섹션 콘텐츠들을 1 섹션 콘텐츠 파일로 저장하며, 상기 0 콘텐츠 섹션 파일 및 상기 1 섹션 콘텐츠 파일 중 적어도 하나는 상기 워터마크 0 또는 1이 임베딩된 콘텐츠를 포함하고, 상기 배포 유닛은 섹션 워터마크 정보에 근거하여 상기 0 섹션 콘텐츠 파일 또는 상기 1 섹션 콘텐츠 파일의 해당 섹션 콘텐츠 파일을 선택하여 조합 콘텐츠 파일을 출력할 수 있다.
상기 배포 유닛은 상기 임베딩 정보를 이용하여 상기 조합 콘텐츠 파일에서 상기 워터마크 0이 임베딩된 블록들을 가진 프레임을 추출하고, 상기 워터마크 정보에 근거하여 상기 청크 파일의 1 임베딩 블록들로 대체할 수 있다.
본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 데이터베이스 유닛을 포함하는 장치에 의해 수행되는 포렌식 워터마크 임베딩 방법은, 원본 콘텐츠에서 소정 구간의 콘텐츠마다 블록들을 분석하여 동일 블록에 대해, 워터마크 0을 임베딩하고 생성된 0 임베딩 콘텐츠를 포함한 0 콘텐츠들을 0 콘텐츠 파일로 저장하고 그리고 워터마크 1을 임베딩하고 1 임베딩 블록들을 청크 파일로 저장하고, 상기 워터마크 0 또는 1이 임베딩된 블록들에 대한 임베딩 정보를 상기 데이터베이스 유닛에 저장하는 저장하는 단계; 상기 데이터베이스 유닛에 저장된 상기 임베딩 정보를 이용하여 상기 저장하는 단계에서 저장되어 제공되는 상기 0 콘텐츠 파일에서 상기 워터마크 0이 임베딩된 블록들을 추출하는 단계; 및 워터마크 정보에 근거하여 상기 청크 파일의 상기 1 임베딩 블록들로 대체하여 상기 워터마크 정보를 표시한 배포 콘텐츠를 출력하는 단계를 제공함으로써, 상술한 목적을 달성할 수 있다.
상기 워터마크 정보는 상기 소정의 프레임의 블록들과 관련된 블록 워터마크 정보이고, 상기 배포 콘텐츠는 상기 섹션 워터마크 정보와 상기 블록 워터마크 정보를 이중으로 임베딩한 콘텐츠일 수 있다.
상기 저장하는 단계에서의 상기 소정의 프레임은 상기 섹션 워터마크 0 또는 1이 임베딩되어 있지 않은 프레임일 수 있다.
상술한 구성에 의해, 본 발명은 워터마크 정보를 임베딩한 블록을 미리 준비해둠으로써, 실시간 응답성을 보장하면서도 공모 공격에 강인한 포렌식 워터마크를 제공할 수 있다.
본 발명은 또한, 동일한 사용자 정보를 섹션 워터마크 정보와 블록 워터마크 정보로 사용함으로써, 실시간 응답성을 보장하면서도 공모 공격에 강인한 포렌식 마크를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포렌식 워터마크 임베딩 장치를 도시하는 블록도이다.
도 2는 도 1의 블록 분석부에서 선택된 블록들의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 3은 블록 단위의 워터마크 정보가 임베딩된 프레임의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 4는 도 1의 워터마크 블록 조합부에서 블록들이 조합된 프레임 일부의 스트림의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 5는 도 1의 프레임 결합부에서 프레임들이 결합된 배포 콘텐츠의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 6은 도 1의 데이터베이스 유닛에 저장된 정보들의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 포렌식 워터마크 임베딩 장치를 도시하는 블록도이다.
도 8은 섹션마크가 임베딩된 복수의 0 섹션 콘텐츠와 복수의 1 섹션 콘덴츠의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 9는 도 7에 도시된 블록마크 임베딩부를 구체적으로 도시하는 블록도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 포렌식 워터마크 임베딩 방법을 도시하는 흐름도이다
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 포렌식 워터마크 임베딩 장치 및 방법의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성 요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포렌식 워터마크 임베딩 장치를 도시하는 블록도이고, 도 2는 도 1의 블록 분석부에서 선택된 블록들의 일 예를 도시하는 도면이고, 도 3은 블록 단위의 워터마크 정보가 임베딩된 프레임의 일 예를 도시하는 도면이고, 도 4는 도 1의 워터마크 블록 조합부에서 블록들이 조합된 프레임 일부의 스트림의 일 예를 도시하는 도면이고, 도 5는 도 1의 프레임 결합부에서 프레임들이 결합된 배포 콘텐츠의 일 예를 도시하는 도면이고, 도 6은 도 1의 데이터베이스 유닛에 저장된 정보들의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 포렌식 워터마크 임베딩 장치는 전처리 유닛(110), 배포 유닛(130) 및 데이터베이스 유닛(140)을 포함한다.
전처리 유닛(110)은 콘텐츠 ID 부여부(112), 프레임 추출부(114), 블록 분석부(116), 마크 0 임베딩부(118), 마크 1 임베딩부(120), 0 콘텐츠 저장부(122) 및 1 청크 저장부(124)를 포함할 수 있다.
콘텐츠 ID 부여부(112)는 원본 콘텐츠가 입력되면 관리를 위한 콘텐츠 ID를 부여한다. 콘텐츠 ID 부여부(112)는 원본 콘텐츠가 동일하면, 항상 동일한 콘텐츠 ID를 부여하는 것이 바람직하지만, 원본 콘텐츠가 전처리 유닛(110)에 입력될 때마다 시리즈 형태의 콘텐츠 ID를 부여할 수도 있다. 콘텐츠 ID 부여부(112)는 원본 콘텐츠와 관련된 콘텐츠 ID를 데이터베이스 유닛(140)에 저장한다.
프레임 추출부(114)는 원본 콘텐츠로부터 인트라 프레임을 추출한다. 원본 콘텐츠가 동영상 콘텐츠이면, 원본 콘텐츠는 복수의 GOP(Group Of Pictures)를 포함할 수 있다. 여기서 GOP는 프레임 내 부호화 영상인 인트라 프레임(I frame), 프레임 간 순방향 예측의 부호화 영상인 예측 프레임(P frame), 및 양방향 예측 부호화 영상인 양방향 예측 프레임(B frame)을 포함하며, 예를 들어 하나의 GOP는 I, B, B, P, B, B, P, B, B, P, B, B, P, B, B으로 구성될 수 있다. 여기서 프레임 추출부(114)가 추출하는 프레임의 예시로 인트라 프레임이 사용되었을 뿐이며, 예측 프레임(P frame)과 양방향 예측 프레임(B frame)을 배제하는 것이 아니다.
블록 분석부(116)는 프레임 추출부(114)에서 추출되어 출력된 인트라 프레임을 입력으로 받아 온전한 워터마크 정보를 표현할 수 있는 블록들을 분석하여 워터마크 정보가 임베딩될 프레임을 선택할 수 있다. 이 경우, 동영상이라면, 하나의 프레임 내에 페이로드 모두를 표현할 수 있는 블록들이 있는지를 분석하여 선택할 수 있다.
블록 분석부(116)는 부호화된 영상의 인트라 프레임에서 소정 크기 이하의 블록, 즉 부호화된 영상의 가장 작은 블록을 선택한다. 블록 분석부(116)는 예를 들어, 인트라 프레임에서 4 X 4의 예측 블록의 휘도(luminance) 신호를 선택할 수 있다. 이에 의해, 인트라 프레임에서 소정 크기보다 큰 블록으로 부호화된 블록은 워터마크 정보를 임베딩할 블록 후보군에서 제외된다. 소정 크기보다 큰 블록으로 부호화된 블록을 후보군에서 제외하는 이유는 이들 블록의 영상이 평탄한(smooth) 영상에 가까우므로 이러한 블록에 워터마크가 임베딩될 경우 눈에 띌 가능성이 크기 때문이다. 그러므로 HEVC 규격에서 32 X 32, 32 X 16, 16 X 32 및 16 X 16의 블록들 중 어느 하나로 부호화되어 있는 경우, 이 블록은 평탄화 영상에 가까운 것으로 고려될 수 있고, AVC 규격에서 16 X 16, 8 X 16 및 16 X 8의 블록들 중 어느 하나로 부호화되어 있는 경우, 이 블록은 평탄화 영상에 가까운 것으로 고려될 수 있다.
블록 분석부(116)는 소정 크기 이하의 블록들만으로 구성된 매크로블록을 선택한다. 블록 분석부(116)는 예를 들어, AVC 규격의 경우 부호화된 영상의 인트라 프레임에서 선택된 4 X 4의 서브블록으로만 구성된 16 X 16의 매크로블록을 선택할 수 있다.
블록 분석부(116)는 선택된 매크로블록의 양자화 계수들 중에서 영이 아닌 양자화 계수들(nonzero quantized coefficients: NNZ)의 수가 소정의 개수(Nt)보다 더 큰 지를 확인한다. NNZ의 수가 소정의 개수(Nt)보다 더 크면, 블록 분석부(116)는 해당 블록들을 워터마크 정보가 임베딩 가능한 블록들로 선택한다. NNZ가 작은 경우에는 영상 복호화 과정에서 해당 매크로블록의 원래의 정보를 많이 잃어버리게 되어 동기화 에러가 커질 수 있는바, 이들을 고려하여 소정의 개수(Nt)를 설정하는 것이 중요하다.
블록 분석부(116)는 워터마크 정보를 임베딩할 수 있는 매크로블록들의 수가 워터마크 정보를 페이로드할 수의 소정 개수, 예를 들어 64개 이상이면, 워터마크 정보가 임베딩될 프레임으로 선택한다. 블록 분석부(116)에서 분석한 결과에 따른 블록들의 일 예가 도 2에 도시되어 있다. 도 2에서 프레임들이 각각 인트라 프레임에 해당한다면, 제1 GOP의 인트라 프레임(Frame-1) 및 제1 GOP의 인트라 프레임(Frame-3)이 배포 유닛(130)에서 워터마크 정보를 임베딩할 프레임으로 선택된 것이다.
한편, 워터마크 정보의 워터마크가 삽입된 영상은 시간적 플리커(temporal flicker)가 발생할 수 있다. 블록 분석부(116)는 이러한 시간적 플리커를 방지하거나 감소시키기 위해 의사 움직임 벡터(pseudo motion vector)를 계산하여 워터마크 정보가 임베딩될 최종 매크로블록들을 결정할 수 있다.
블록 분석부(116)는 워터마크가 임베딩될 최종 매크로블록이 결정되면, 프레임 정보와 프레임 내의 블록들의 위치 정보(location-map)를 데이터베이스 유닛(140)에 저장할 수 있다. 위치 정보는 블록에 대한 스트림상의 NAL(network abstration layer) 정보를 포함할 수 있다.
마크 0 임베딩부(118)는 블록 분석부(116)로부터 선택되어 출력된 매크로블록들에 대해 워터마크 0을 임베딩하여 0 임베딩 프레임을 출력한다. 마크 1 임베딩부(120)는 블록 분석부(116)로부터 선택되어 출력된 매크로블록들에 대해 워터마크 1을 임베딩하고 1 임베딩 블록들을 하나의 청크로 묶여 출력한다. 블록 단위의 워터마크 정보가 임베딩된 프레임의 일 예가 도 3에 도시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 동일 영상의 블록에 대해 각각 다른 워터마크, 즉, 워터마크 0 또는 1이 임베딩되어 있다.
워터마크 정보 0 또는 1을 임베딩하는 방법은 두 가지가 있다: 제1 방법은 압축 도메인(compressed domain)에서 임베딩하는 방법으로서 압축된 도메인의 선택된 블록에 워터마크 0 또는 1을 임베딩하며, 제2 방법은 비-압축 도메인(uncompressed domain)에서 임베딩하는 방법으로서 비-압축된 도메인의 선택된 블록에 워터마크 0 또는 1을 임베딩하는 것이다. 제2 방법은 디코딩과 인코딩이 필요하다. 한편, 워터마크 기법에 따라 비트스트림상의 오프셋 또는 크기가 다를 수 있는데, 제1 방법에서는 동일 블록에 워터마크 0 또는 1을 임베딩하면 NAL 크기가 변동되거나 그렇지 않을 수 있지만, 제2 방법에서는 워터마크 0을 임베딩한 블록의 크기와 워터마크 1을 임베딩한 블록의 크기가 서로 다르게 된다.
0 콘텐츠 저장부(122)는 마크 0 임베딩부(118)로부터 출력되는 0 임베딩 프레임을 포함한 프레임 콘텐츠들을 0 콘텐츠 파일로 저장한다. 1 청크 저장부(124)는 마크 1 임베딩부(120)로부터 출력되는 복수의 블록들을 청크 파일로 저장한다.
배포 유닛(130)은 클라이언트 메타데이터에 따라 워터마크 정보를 조합한 배포 콘텐츠를 출력하기 위해, 정보 생성부(132), 워터마크 블록 조합부(134) 및 프레임 결합부(136)를 포함한다.
정보 생성부(132)는 사용자 디바이스 등으로부터 송신된 클라이언트 메타데이터(metadata)를 수신하고, 이 클라이언트 메타데이터를 이용하여 콘텐츠의 사용자 등을 특정할 수 있는 정보를 생성한다. 여기서 클라이언트 메타데이터는 사용자 정보 또는 일시(일자/시간) 정보 등일 수 있다. 여기서 사용자 정보는 사용자가 사용하는 ID 정보 또는 사용자 디바이스 정보를 포함하며, 사용자 디바이스 정보는 사용자 디바이스의 고유 ID(예를 들면, IP 어드레스, MAC 어드레스 정보) 등의 정보일 수 있고, 일시 정보는 예를 들면 네트워크상의 시각 서버에서 시각 정보 프로토콜(NTP,Network Time Protocol,RFC-1305) 등을 이용하여 송신되는 것일 수 있다.
정보 생성부(132)는 콘텐츠의 사용자 등을 특정할 수 있는 워터마크 정보(Client-Request-ID)를 생성하여, 워터마크 블록 조합부(134)에 제공하고, 데이터베이스 유닛(140)에 클라이언트 메타데이터와 연계하여 워터마크 정보를 저장한다.
워터마크 블록 조합부(134)는 정보 생성부(132)로부터 워터마크 정보를 수신하면, 데이터베이스 유닛(140)에 저장된 프레임 정보와 프레임 내의 블록들의 위치 정보를 불러온다. 워터마크 블록 조합부(134)는 프레임 정보를 이용하여 0 콘텐츠 저장부(122)로부터 출력되는 GOP들 중에서 워터마크 정보를 표시할 인트라 프레임을 추출한다. 워터마크 블록 조합부(134)는 워터마크 정보를 표시하기 위해 추출된 인트라 프레임의 블록들의 위치 정보를 이용하여 워터마크 0 블록 및 워터마크 1 블록을 조합하여 출력한다. 이 경우 워터마크 블록 조합부(134)는 추출된 인트라 프레임을 파싱하고 NAL 단위로 워터마크 0 블록 및 워터마크 1 블록을 조합할 수 있다. NAL 단위로 워터마크 0 블록 및 워터마크 1 블록을 조합하면 배포 유닛에 디코딩과 인코딩이 필요없는 바, 비용적인 측면에서 유리할 뿐만 아니라 디코딩 및 인코딩에 따른 지연을 개선할 수 있어 실시간 응답이 가능하게 된다. 워터마크 블록 조합부(134)는 워터마크 정보에 의해 사용자 등이 특정될 수 있도록, 블록 분석부(116)에서 선택된 모든 프레임에 대해서는 동일한 워터마크 정보를 임베딩한다. 워터마크 블록 조합부(134)에서 블록들이 조합된 프레임 일부의 스트림의 일 예가 도 4에 도시되어 있다.
프레임 결합부(136)는 0 콘텐츠 저장부(122)로부터 출력되는 원본 콘텐츠들과 워터마크 블록 조합부(134)로부터 출력되는 워터마크 콘텐츠들을 결합하여 배포 콘텐츠 파일을 출력한다. 프레임 결합부(136)에서 프레임들이 결합된 배포 콘텐츠의 일 예가 도 5에 도시되어 있다.
데이터베이스 유닛(140)은 콘텐츠 ID 부여부(112)에서 부여된 콘텐츠 ID를 저장하며, 블록 분석부(116)에서 선택된 프레임 정보와 프레임 내의 블록들의 위치 정보를 저장한다. 이에 의해, 이들 정보는 배포 유닛(130)에서 포렌식 워터마크를 임베딩할 때에 실시간으로 워터마크 정보를 임베딩하여 송신할 수 있다.
데이터베이스 유닛(140)은 또한, 정보 생성부(132)에 입력된 클라이언트 메타데이터와 정보 생성부(132)에서 생성된 워터마크 정보를 저장한다. 워터마크 정보는 배포 유닛(130)에서 입력된 클라이언트 메타데이터와 함께 연계되어 저장되므로, 나중에 워터마크 정보를 통해 사용자를 특정할 수 있다. 데이터베이스 유닛(140)에 저장된 정보들의 일 예가 도 6에 도시되어 있다.
도 7은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 포렌식 워터마크 임베딩 장치를 도시하는 블록도이고, 도 8은 섹션마크가 임베딩된 복수의 0 섹션 콘텐츠와 복수의 1 섹션 콘덴츠의 일 예를 도시하는 도면이고, 도 9는 도 7에 도시된 블록마크 임베딩부를 구체적으로 도시하는 블록도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 포렌식 워터마크 임베딩 장치는 전처리 유닛(110), 배포 유닛(130) 및 데이터베이스 유닛(140)을 포함한다.
전처리 유닛(110)은 콘텐츠 ID 부여부(112), 섹션 출력부(702), 섹션마크 0 임베딩부(704), 섹션마크 1 임베딩부(706), 블록마크 임베딩부(708), 0 콘텐츠 저장부(710), 1 콘텐츠 저장부(712) 및 1 청크 저장부(124)를 포함할 수 있다.
콘텐츠 ID 부여부(112)는 원본 콘텐츠가 입력되면 관리를 위한 콘텐츠 ID를 부여한다.
섹션 출력부(702)는 원본 콘텐츠를 소정 크기의 섹션으로 나누어 섹션 콘텐츠들을 출력한다. 여기서 소정 크기는 소정 시간, 예를 들어 2초일 수 있으며, 소정 규모, 예를 들어 약 10M 바이트일 수 있으며, 또는 동영상의 복수 개의 GOP(Group Of Picture) 단위일 수 있다. 이 경우 섹션 콘텐츠는 압축(부호화)된 콘텐츠일 수도 있고 비-압축(비-부호화)된 콘텐츠일 수 있다.
섹션마크 0 임베딩부(704)는 섹션 출력부(702)로부터 출력되어 입력되는 섹션 콘텐츠마다 섹션 워터마크 0을 임베딩한다. 섹션마크 1 임베딩부(706)는 섹션 출력부(702)로부터 출력되어 입력되는 섹션 콘텐츠마다 섹션 워터마크 1을 임베딩한다. 섹션 단위로 섹션 워터마크 0 또는 1이 임베딩되어 섹션마크 0 임베딩부(704) 또는 섹션마크 1 임베딩부(706)로부터 출력되는 복수의 0 섹션 콘텐츠 및 복수의 1 섹션 콘텐츠의 일 예가 도 8에 도시되어 있다.
블록마크 임베딩부(708)는 도 9에 도시된 바와 같이, 프레임 추출파트(902), 블록 분석파트(904), 블록마크 0 임베딩파트(906) 및 블록마크 1 임베딩파트(908)를 포함한다. 도 9에 도시된 프레임 추출파트(902), 블록 분석파트(904), 블록마크 0 임베딩파트(906) 및 블록마크 1 임베딩파트(908)는 도 1에 도시된 프레임 추출부(114), 블록 분석부(116), 마크 0 임베딩부(118) 및 마크 1 임베딩부(120)의 기능을 동일하게 수행한다. 프레임 추출파트(902)는 섹션마크 1 임베딩부(706)로부터 출력되는 섹션 콘텐츠로부터 인트라 프레임을 추출한다. 이 경우 프레임 추출파트(902)에서 추출되는 인트라 프레임에는 섹션 워터마크 1이 임베딩되어 있지 않은 것이 바람직하다. 따라서, 블록마크 0 임베딩파트(906)는 블록 분석파트(904)로부터 선택되어 출력된 매크로블록들에 대해 블록 워터마크 0을 임베딩하여 0 임베딩 프레임을 출력한다. 블록마크 1 임베딩파트(908)는 블록 분석파트(904)로부터 선택되어 출력된 매크로블록들에 대해 블록 워터마크 1을 임베딩하고 1 임베딩 블록들을 하나의 청크로 묶여 출력한다.
도 7에서는 블록마크 임베딩부(708)가 섹션마크 1 임베딩부(706)로부터 출력되는 복수의 1 섹션 콘텐츠에 대해서만 블록마크를 임베딩하는 것이 도시되어 있지만, 섹션마크 0 임베딩부(704)로부터 출력되는 복수의 0 섹션 콘텐츠에 대해서도 블록마크를 임베딩하는 것이 가능하며, 섹션마크 0 임베딩부(704)로부터 출력되는 복수의 0 섹션 콘텐츠와 섹션마크 1 임베딩부(706)로부터 출력되는 복수의 1 섹션 콘텐츠 둘 다에 대해서도 블록마크를 임베딩할 수 있다.
0 콘텐츠 저장부(710)는 섹션마크 0 임베딩부(704)에서 출력되는 복수의 0 섹션 콘텐츠를 0 콘텐츠 파일로 저장한다. 1 콘텐츠 저장부(712)는 섹션마크 1 임베딩부(706)로부터 출력되는 1 임베딩 프레임을 포함한 1 콘텐츠들을 1 콘텐츠 파일로 저장한다. 1 청크 저장부(124)는 블록마크 임베딩부(708)로부터 출력되는 복수의 청크들을 청크 파일로 저장한다.
배포 유닛(130)은 클라이언트 메타데이터에 따라 워터마크 정보를 조합한 배포 콘텐츠를 출력하기 위해, 정보 생성부(132), 섹션 조합부(732), 워터마크 블록 조합부(134) 및 프레임 결합부(136)를 포함한다.
정보 생성부(132)는 사용자 디바이스 등으로부터 송신된 클라이언트 메타데이터(metadata)를 수신하고, 이 클라이언트 메타데이터를 이용하여 콘텐츠의 사용자 등을 특정할 수 있는 정보를 생성한다. 정보 생성부(132)는 콘텐츠의 사용자 등을 특정할 수 있는 섹션 워터마크 정보를 생성하여 섹션 조합부(732)에 제공하고, 블록 워터마크 정보를 생성하여 워터마크 블록 조합부(134)에 제공하며, 데이터베이스 유닛(140)에 클라이언트 메타데이터와 연계하여 섹션 워터마크 정보와 블록 워터마크 정보를 저장한다. 본 실시예에서는 섹션 조합부(732)와 워터마크 블록 조합부(134)에 제공되는 워터마크 정보의 명칭이 다르게 표현되어 있으나, 이들 워터마크 정보는 동일할 수 있고, 무엇보다도 콘텐츠의 사용자 등을 특정한다는 점에서 워터마크 정보가 이중으로 임베딩된 것이다.
섹션 조합부(134)는 정보 생성부(132)로부터 출력되어 입력된 워터마크 정보에 따라 0 또는 1 콘텐츠 파일로부터 해당 섹션 콘텐츠들을 선택하여 출력한다. 섹션 조합부(134)는 예를 들어, 워터마크 정보가 10110…이면, 제1 섹션에서는 1 섹션 콘텐츠, 제2 섹션에서는 0 섹션 콘텐츠, 제3 섹션에서는 1 섹션 콘텐츠, 제4 섹션에서는 1 섹션 콘텐츠, 제5 섹션에서는 0 섹션 콘텐츠를 조합하여 출력한다.
워터마크 블록 조합부(134)는 정보 생성부(132)로부터 워터마크 정보를 수신하면, 데이터베이스 유닛(140)에 저장된 프레임 정보와 프레임 내의 블록들의 위치 정보를 불러온다. 워터마크 블록 조합부(134)는 프레임 정보를 이용하여 섹션 조합부(732)로부터 출력되는 GOP들 중에서 워터마크 정보를 표시할 인트라 프레임을 추출한다. 워터마크 블록 조합부(134)는 워터마크 정보를 표시하기 위해 추출된 인트라 프레임의 블록들의 위치 정보를 이용하여 워터마크 블록 조합부(134)는 워터마크 정보를 표시하기 위해 추출된 인트라 프레임의 블록들의 위치 정보를 이용하여 워터마크 0 블록 및 워터마크 1 블록을 조합하여 출력한다.
프레임 결합부(136)는 섹션 조합부(732)로부터 출력되는 조합 콘텐츠와 워터마크 블록 조합부(134)로부터 출력되는 워터마크 콘텐츠를 결합하여 배포 콘텐츠 파일을 출력한다.
데이터베이스 유닛(140)은 콘텐츠 ID 부여부(112)에서 부여된 콘텐츠 ID를 저장하며, 블록 분석부(116)에서 선택된 프레임 정보와 프레임 내의 블록들의 위치 정보를 저장한다. 데이터베이스 유닛(140)은 또한, 정보 생성부(132)에 입력된 클라이언트 메타데이터와 정보 생성부(132)에서 생성된 워터마크 정보를 저장한다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 포렌식 워터마크 임베딩 방법을 도시하는 흐름도이다.
콘텐츠 ID 부여부(112)는 원본 콘텐츠가 입력되면 관리를 위한 콘텐츠 ID를 부여한다(S1002). 프레임 추출부(114)는 원본 콘텐츠로부터 인트라 프레임을 추출한다(S1004). 원본 콘텐츠가 동영상 콘텐츠이면, 원본 콘텐츠는 복수의 GOP(Group Of Pictures)를 포함할 수 있다.
블록 분석부(116)는 부호화된 영상의 인트라 프레임에서 소정 크기 이하의 블록, 즉 부호화된 영상의 가장 작은 블록을 선택한다(S1006). 블록 분석부(116)는 소정 크기 이하의 블록들만으로 구성된 매크로블록을 선택한다(S1008). 블록 분석부(116)는 예를 들어, AVC 규격의 경우 부호화된 영상의 인트라 프레임에서 선택된 4 X 4의 서브블록으로만 구성된 16 X 16의 매크로블록을 선택할 수 있다.
블록 분석부(116)는 워터마크가 임베딩될 최종 매크로블록이 결정되면, 프레임 정보와 프레임 내의 블록들의 위치 정보(location-map)를 데이터베이스 유닛(140)에 저장한다(S1010). 위치 정보는 블록에 대한 스트림상의 NAL(network abstration layer) 정보를 포함할 수 있다.
마크 0 임베딩부(118)는 블록 분석부(116)로부터 선택되어 출력된 매크로블록들에 대해 워터마크 0을 임베딩하여 0 임베딩 프레임을 출력하고, 0 콘텐츠 저장부(122)는 마크 0 임베딩부(118)로부터 출력되는 0 임베딩 프레임을 포함한 프레임 콘텐츠들을 0 콘텐츠 파일로 저장한다(S1012).
마크 1 임베딩부(120)는 블록 분석부(116)로부터 선택되어 출력된 매크로블록들에 대해 워터마크 1을 임베딩하고 1 임베딩 블록들을 하나의 청크로 묶여 출력하고, 1 청크 저장부(124)는 마크 1 임베딩부(120)로부터 출력되는 복수의 블록들을 1 청크 파일로 저장한다(S1014).
정보 생성부(132)는 사용자 디바이스 등으로부터 송신된 클라이언트 메타데이터(metadata)를 수신하고, 이 클라이언트 메타데이터를 이용하여 콘텐츠의 사용자 등을 특정할 수 있는 워터마크 정보(Client-Request-ID)를 생성한다(S1016). 정보 생성부(132)는 워터마크 정보를 워터마크 블록 조합부(134)에 제공하고, 데이터베이스 유닛(140)에 클라이언트 메타데이터와 연계하여 워터마크 정보를 저장한다.
워터마크 블록 조합부(134)는 정보 생성부(132)로부터 워터마크 정보를 수신하면, 데이터베이스 유닛(140)에 저장된 프레임 정보와 프레임 내의 블록들의 위치 정보를 불러온다. 워터마크 블록 조합부(134)는 프레임 정보를 이용하여 0 콘텐츠 저장부(122)로부터 출력되는 GOP들 중에서 워터마크 정보를 표시할 인트라 프레임을 추출한다. 워터마크 블록 조합부(134)는 워터마크 정보를 표시하기 위해 추출된 인트라 프레임의 블록들의 위치 정보를 이용하여 워터마크 정보에 근거하여 워터마크 0 블록을 워터마크 1 블록으로 대체하여 출력한다(S1018). 워터마크 블록 조합부(134)는 워터마크 정보에 의해 사용자가 특정될 수 있도록, 블록 분석부(116)에서 선택된 모든 프레임에 대해서는 동일한 워터마크 정보를 임베딩한다.
프레임 결합부(136)는 0 콘텐츠 저장부(122)로부터 출력되는 원본 콘텐츠들과 워터마크 블록 조합부(134)로부터 출력되는 워터마크 콘텐츠들을 결합하여 배포 콘텐츠 파일을 출력한다(S1020).
본 발명의 실시예들에서는 블록들을 분석하여 선택하는 것을 예시로 설명했지만, 경우에 따라서는 고정된 블록들을 선택하여 이용할 수도 있을 것이다.
이상에서 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 보여준 것에 불과하며, 본 발명의 보호 범위는 이하 특허청구범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형할 수 있을 것인 바, 본 발명과 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 전처리 유닛 112: 콘텐츠 ID 부여부
114: 프레임 추출부 116: 블록 분석부
118: 마크 0 임베딩부 120: 마크 1 임베딩부
122: 0 콘텐츠 저장부 124: 1 청크 저장부
130: 배포 유닛 132: 정보 생성부
134: 워터마크 블록 조합부 136: 프레임 결합부
140: 데이터베이스 유닛 702: 섹션 출력부
704: 섹션마크 0 임베딩부 706: 섹션마크 1 임베딩부
708: 블록마크 임베딩부 710: 0 콘텐츠 저장부
712: 1 콘텐츠 저장부

Claims (12)

  1. 포렌식 워터마크 임베딩 장치에 있어서,
    임베딩 정보를 저장하기 위한 데이터베이스 유닛;
    원본 콘텐츠에서 소정 구간의 콘텐츠마다 블록들을 분석하여 동일 블록에 대해, 워터마크 0을 임베딩하고 생성된 0 임베딩 콘텐츠를 포함한 0 콘텐츠들을 0 콘텐츠 파일로 저장하고 그리고 워터마크 1을 임베딩하고 1 임베딩 블록들을 청크 파일로 저장하고, 상기 워터마크 0 또는 1이 임베딩된 블록들에 대한 상기 임베딩 정보를 상기 데이터베이스 유닛에 저장하는 전처리 유닛; 및
    상기 데이터베이스 유닛에 저장된 상기 임베딩 정보를 이용하여 상기 전처리 유닛으로부터 제공되는 상기 0 콘텐츠 파일에서 상기 워터마크 0이 임베딩된 블록들을 추출하고 워터마크 정보에 근거하여 상기 청크 파일의 상기 1 임베딩 블록들로 대체하여 상기 워터마크 정보를 표시한 배포 콘텐츠를 출력하는 배포 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 포렌식 워터마크 임베딩 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원본 콘텐츠는 동영상 콘텐츠이고,
    상기 소정 구간의 콘텐츠는 GOP(Group Of Picture) 콘텐츠와 관련이 있고,
    상기 전처리 유닛은 상기 GOP 콘텐츠 중 소정의 프레임의 블록들을 분석하여 상기 워터마크 정보를 표시할 블록들에 대한 위치 정보를 상기 임베딩 정보로 저장하는 것을 특징으로 하는 포렌식 워터마크 임베딩 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배포 유닛은 상기 임베딩 정보를 이용하여 상기 전처리 유닛으로부터 제공되는 상기 0 콘텐츠 파일에서 상기 워터마크 0이 임베딩된 블록들을 가진 프레임을 추출하고 상기 추출된 프레임을 파싱하여 비트스트림의 NAL(network abstration layer) 단위로 상기 워터마크 정보에 근거하여 상기 청크 파일의 상기 1 임베딩 블록들로 대체하는 것을 특징으로 하는 포렌식 워터마크 임베딩 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배포 유닛은 클라이언트 메타데이터가 입력되면 상기 클라이언트 메타데이터로부터 상기 워터마크 정보를 생성하고, 상기 클라이언트 메타데이터 및 상기 워터마크 정보를 연계하여 상기 데이터베이스 유닛에 저장하는 것을 특징으로 하는 포렌식 워터마크 임베딩 장치.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 전처리 유닛은 상기 소정의 프레임에 상기 워터마크 정보를 페이로딩할 수 있는 개수를 만족하는 블록들이 있는지를 확인하는 것을 특징으로 하는 포렌식 워터마크 임베딩 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전처리 유닛은 상기 원본 콘텐츠에서 섹션 콘텐츠마다, 섹션 워터마크 0을 임베딩하여 0 섹션 콘텐츠들을 0 섹션 콘텐츠 파일로 저장하고 그리고 섹션 워터마크 1을 임베딩하여 1 섹션 콘텐츠들을 1 섹션 콘텐츠 파일로 저장하며, 상기 0 콘텐츠 섹션 파일 및 상기 1 섹션 콘텐츠 파일 중 적어도 하나는 상기 워터마크 0 또는 1이 임베딩된 콘텐츠를 포함하고,
    상기 배포 유닛은 섹션 워터마크 정보에 근거하여 상기 0 섹션 콘텐츠 파일 또는 상기 1 섹션 콘텐츠 파일의 해당 섹션 콘텐츠 파일을 선택하여 조합 콘텐츠 파일을 출력하는 것을 특징으로 하는 포렌식 워터마크 임베딩 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 배포 유닛은 상기 임베딩 정보를 이용하여 상기 조합 콘텐츠 파일에서 상기 워터마크 0이 임베딩된 블록들을 가진 프레임을 추출하고, 상기 워터마크 정보에 근거하여 상기 청크 파일의 1 임베딩 블록들로 대체하는 것을 특징으로 하는 포렌식 워터마크 임베딩 장치.
  8. 데이터베이스 유닛을 포함하는 장치에 의해 수행되는 포렌식 워터마크 임베딩 방법에 있어서,
    원본 콘텐츠에서 소정 구간의 콘텐츠마다 블록들을 분석하여 동일 블록에 대해, 워터마크 0을 임베딩하고 생성된 0 임베딩 콘텐츠를 포함한 0 콘텐츠들을 0 콘텐츠 파일로 저장하고 그리고 워터마크 1을 임베딩하고 1 임베딩 블록들을 청크 파일로 저장하고, 상기 워터마크 0 또는 1이 임베딩된 블록들에 대한 임베딩 정보를 상기 데이터베이스 유닛에 저장하는 저장하는 단계;
    상기 데이터베이스 유닛에 저장된 상기 임베딩 정보를 이용하여 상기 저장하는 단계에서 저장되어 제공되는 상기 0 콘텐츠 파일에서 상기 워터마크 0이 임베딩된 블록들을 추출하는 단계; 및
    워터마크 정보에 근거하여 상기 청크 파일의 상기 1 임베딩 블록들로 대체하여 상기 워터마크 정보를 표시한 배포 콘텐츠를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포렌식 워터마크 임베딩 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 원본 콘텐츠는 동영상 콘텐츠이고,
    상기 소정 구간의 콘텐츠는 GOP(Group Of Picture) 콘텐츠와 관련이 있고,
    상기 저장하는 단계에서의 상기 블록들의 분석은 상기 GOP 콘텐츠 중 소정의 프레임의 블록들을 분석하여 상기 워터마크 정보를 표시할 블록들에 대한 위치 정보를 상기 임베딩 정보로 저장하는 것을 특징으로 하는 포렌식 워터마크 임베딩 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 저장하는 단계는 상기 원본 콘텐츠에서 섹션 콘텐츠마다, 섹션 워터마크 0을 임베딩하여 0 섹션 콘텐츠들을 0 섹션 콘텐츠 파일로 저장하고 그리고 섹션 워터마크 1을 임베딩하여 1 섹션 콘텐츠들을 1 섹션 콘텐츠 파일로 저장하는 단계를 포함하고, - 상기 0 콘텐츠 섹션 파일 및 상기 1 섹션 콘텐츠 파일 중 적어도 하나는 상기 워터마크 0 또는 1이 임베딩된 콘텐츠를 포함함 -;
    상기 추출하는 단계 이전에 섹션 워터마크 정보에 근거하여 상기 0 섹션 콘텐츠 파일 또는 상기 1 섹션 콘텐츠 파일의 해당 섹션 콘텐츠 파일을 선택하여 조합 콘텐츠 파일을 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포렌식 워터마크 임베딩 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 워터마크 정보는 상기 소정의 프레임의 블록들과 관련된 블록 워터마크 정보이고,
    상기 배포 콘텐츠는 상기 섹션 워터마크 정보와 상기 블록 워터마크 정보를 이중으로 임베딩한 콘텐츠인 것을 특징으로 하는 포렌식 워터마크 임베딩 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 저장하는 단계에서의 상기 소정의 프레임은 상기 섹션 워터마크 0 또는 1이 임베딩되어 있지 않은 프레임인 것을 특징으로 하는 포렌식 워터마크 임베딩 방법.
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