Digital multimedia data are easy to be reproduced and distributed over Internet. Therefore digital-watermarking technique is needed to provide owner's identification to the multimedia data to protect them. In general, better watermark must be perceptually invisible, undetectable without key and robust to modification of spatial/temporal data or transform. To meet these requirements, in this paper, we use the characteristics of the human visual system(HVS)where the response of visual cortex decomposes the image spectra into perceptual channels that are bands in spatial frequency. This HVS property has been employed in the MPEG-7 texture descriptor recently. First, the spatial frequency domain is divided into 30 channels which are composed with five octave-bands division in radial axis and six equal-width divisions in orientation axis. Based on the 30 channels, a watermark is inserted into the channels which have same number of bits of the watermark. In doing so, more bits of the watermark are embedded into significant portions, which locates low-middle frequency region in the frequency domain. Above watermark insertion scheme gives a robustness because the watermark of significant portion can alive against strong attack of image.
In our experiments, the proposed method is robust to various attacks such as JPEG compression, filtering, cropping, rotation, scaling, multiple watermarking and so on. This results from embedding relatively more watermark in perceptually significant portion according to the information of each HVS band in the spatial frequency domain. The performance of the proposed algorithm compared with other transform domain watermarking methods has been analyzed, using various test images. As the detector response has higher correlation in the same PSNR, we have verified that the proposed method is better than other methods.
좋은 워터마킹 방법은 인간 시각이 느끼지 못하도록 워터마크가 데이터에 숨겨져 있어야 하고, 이를 제거하려는 시도나 데이터의 손상에도 불구하고 남아있어야 한다. 이런 강인함을 위해 변환 영역에서 중요한 에너지를 가지는 부분을 선택해 워터마크를 삽입하는 것이 중요하다. 워터마크의 삽입 및 추출 방법은 크게 공간영역(spatial domain)에서의 워터마크 삽입 및 추출, 주파수 영역(frequency domain)에서의 워터마크 삽입 및 추출 방법으로 나눌 수 있다. 현재 주파수 영역에서 많이 연구 되고 있는 추세인데, 이는 주파수 공간으로 변화하여 그 주파수 영역들 중에서 시각적으로 덜 민감한 부분에 적응적으로 워터마크를 삽입하는 방법이다. 현재도 이러한 주파수 영역에서 원 영상이 필요 없이 워터마크가 검출이 가능한 방법이 많이 연구 되고 있으나, 이러한 주파수 공간에서의 워터마킹 방법에는 각각 여러 장단점들을 가지고 있는데, 영상의 변화를 감지 못하도록 하면서 시각적으로 중요한 영역에 정보를 삽입하기는 쉬운 일이 아니며, 워터마크가 모든 공격에 살아 남기 또한 쉬운 일이 아니다.
본 논문에서는 최근 MPEG-7의 텍스처 기술자에서 사용된 인간의 시각의 비쥬얼 코텍스가 몇 개의 공간 주파수 밴드로 분리되는 HVS의 특징을 이용하여 공간주파수 상에서 이 주파수 밴드에 의해 워터마크를 삽입한다. 이와 같은 휴먼 비주얼 특성을 이용해 워터마크를 삽입함으로써 기존의 방식보다 압축, 필터링, 잘림, 이동 등의 공격에 강인함을 보인다. 이는 공간주파수 영역에서 HVS의 각 밴드의 정보량에 따라 중요한 부분에 많은 워터마크가 십입됨으로써 이와 같은 결과를 가져온다. 즉 저주파수 영역에 인간 시각으로 자각 할 수 없는 워터마크를 상대적으로 많이 삽입한다. 실험을 통해 기존의 방식과 제안된 방식과 비교 결과를 보인다. 또한 검출 알고리즘은 원본 이미지를 요구하지 않는다.
