본문 바로가기
KERD
논문KCI 등재

해금 사운드 콘텐츠의 저작권 보호를 위한 워터마킹 알고리듬

Watermarking algorithm for copyright protection of Haegeum sound contents

강명수|조상진|정의필|홍연우
한국융합신호처리학회 (The Korea Institute of Convergence Signal Processing)|2009.10|융합신호처리학회 논문지 (The Journal of Korea Institute of Convergence Signal Processing)|제10권 제4호|pp. 214-219

0

조회

0

다운로드

0

인용

0

참고문헌

키워드

Copyright ProtectionFFTDigital Audio WatermarkingHaegeum Contents

초록

본 논문에서는 해금 사운드 콘텐츠의 저작권 보호를 위해 해금의 주파수 특성을 고려한 워터마킹 알고리듬을 제안한다. 해금 음은 1500Hz～2000Hz 대역과 2800Hz～3500Hz 대역에서 배음 성분의 크기가 공통적으로 크게 나타나는데 이 대역을 워터마크 삽입대역으로 결정하였다. 제안한 방법은 원 신호에 푸리에 변환을 하여 주파수 영역으로 변환하고 삽입대역에 속한 배음 성분에 PN 시퀀스를 통해 생성한 워터마크 비트를 삽입하였다. 또한 저역통과 필터, 대역통과 필터, 잘라내기, 노이즈 추가, MP3 압축과 같은 공격에서 최대 1.41%의 BER을 보였고, 클래식, 팝, 가야금 등의 연주곡과 비교 실험 결과 해금에서 가장 뛰어난 성능을 보였다. 주관 청취 테스트인 MUSHRA 테스트 결과 해금 음에 대해서는 평균 98점 이상을 보였고 국악연주곡에서는 96.67점을 보여 모두 Excellent의 평가 결과를 보였다.

Abstract

This paper proposes a watermarking algorithm considering the frequency characteristics of Haegeum sounds for copyright protection of digital Haegeum sound contents. The harmonics of Haegeum sounds commonly have large magnitude values in 1500Hz～2000Hz and 2800Hz～3500Hz so that those bands are selected to embed a watermark. The proposed method computes the FFT (fast Fourier transform) of the original sound signal and embeds the watermark bits generated by PN (pseudo noise) sequence into the harmonics in the selected bands. Futhermore, the proposed method is robust to lowpass filter, bandpass filter, cropping, noise addition, MP3 compression attacks and the maximum BER (bit error rate) is 1.41% after lowpass filter attack. To measure the quality of the watermarked sound, subjective listening test, MUSHRA (multiple stimuli with hidden reference and anchor), was conducted. The mean value of MUSHRA listening test is bigger than 98 and 96.67 for every Haegeum sounds and Korean classical music with Haeguem, respectively.

참고문헌 (27)

  1. W. Bender, "Techniques for data hiding", IBM Systems J., 35(3-4), pp.313~336 (1996)
  2. 오현오, "강인한 오디오 워터마킹을 위한 새로운 반향 커널 설계", 한국음향학회지, 20(2), pp.66~76 (2001), 한국음향학회
  3. J. D. Gordy, "Performance Evaluation of Digital Audio Watermarking Algorithm", in Proc. Circuits and Systems, 통권 : 1, pp.456~459 (2000)
  4. L. Boney, "Digital Watermarks for Audio Signals", IEEE Int. Conf. Multimedia Computing and Systems, pp.473~480 (1996)
  5. M. D. Swanson, "Current state of the art, challenges and future directions for audio watermarking", IEEE Int. Conf. Multimedia Computing and Systems, 통권 : 1, pp.19~24 (1999)
  6. 김현욱, "공격에 강인한 고음질 디지털 오디오 워터마킹 시스템에 관한 연구", 제13회 신호처리합동학술대회 논문집, 13(1), pp.771~774 (2000)
  7. P. bassia, "Robust Audio Watermarking in the Time Domain", IEEE Trans. Multimedia, 3(2), pp.232~241 (2001)
  8. Jongwon Seok, "A Novel Audio Watermarking Algorithm for Copyright Protection of Digital Audio", ETRI Journal, 24(3), pp.181~189 (2002), 한국전자통신연구원
  9. I. J. Cox, "Secure Spread Spectrum Watermarking for Multimedia", IEEE Trans. Image Processing, 6(12), pp.1673~1687 (1997)
  10. 우동훈, "특정 주파수계수를 이용한 오디오 워터마킹", 한국음향학회지, 22(4), pp.269~275 (2003), 한국음향학회
  11. 정원교, "MP3 압축 공격에 강인한 주파수 계수 분석을 이용한 오디오 워터마킹", 한국음향학회지, 24(8), pp.492~497 (2005), 한국음향학회
  12. 오재호, "주파수 영역에서의 최적의 워터마크 삽입영역 선정에 대한 연구", 정보처리학회논문지B, 9(4), pp.459~464 (2002), 한국정보처리학회
  13. 정성록, "적응 가중치 마스크 처리 기반 강인한 웨이브릿 워터마킹", 한국신호처리시스템학회논문지, 4(2), pp.46~52 (2003)
  14. 이강승, "디지털 워터마크의 삽입용량 최적화를 위한 임계값 선택방법", 신호처리.시스템학회 논문지, 10(1), pp.49~59 (2009), 한국신호처리시스템학회
  15. 정용재, "디지털 방송 콘텐츠 저작권 보호를 위한 실시간 워터마크 삽입 시스템 구현", 신호처리.시스템학회 논문지, 10(2), pp.100~105 (2009), 한국신호처리시스템학회
  16. M. Costa, "Writing on Dirty Paper", IEEE Trans Information Theory, 29(3), pp.439~441 (1983)
  17. J. A. Bloom, "Informed Detection Revisited", Proc. 2004 International Workshop on Digital Watermarking (2004)
  18. I. J. Cox, "The First 50 Years of Electronic Watermarking", EURASIP J. Applied Signal Processing, 2, pp.126~132 (2002)
  19. I. J. Cox, "Digital Watermarking" (2002), Morgan Kaufmann
  20. M. van der Veen, "Watermarking and fingeringprinting for electronic music delivery", SPIE Conf. security and watermarking of multimedia contests (2004)
  21. 송혜진, "한국악기" (2001), 열화당
  22. 홍연우, "운지법에 따른 해금 소리의 배음 구조 분석", 한국신호처리시스템학회 하계학술대회 논문집, 8(1), pp.58~61 (2007)
  23. 홍연우, "해금 소리 합성을 위한 스펙트럼 파라미터 추출", 한국디지털아트미디어학회 학술발표대회 논문집, 5(1), pp.7~10 (2007)
  24. 이희숙, "심리음향 모델을 이용한 오디오 워터마킹", 한국정보과학회 봄 학술발표논문집, 28(1), pp.859~861 (2001)
  25. "Recommendation BS.1534-1: Method for the subjective assessment of intermediate quality levels of coding systems, ITU(International Telecommunication Union)", ~ (2003)
  26. "MUSHARA - A Matlab interface for MUSHRA listening tests (version 1.0)"[URL]
  27. Carlos Herrero, "Subjective and objective assessment of sound quality: solutions and applications", in Proc. CIARM Conf., pp.1~20 (2005)

관련 논문AI추천

오디오 특징값의 양자화를 이용한 오디오 워터마킹 기술 개발김종원, 신승원, 최종욱에스케이텔레콤 (주) · Telecommunications Review2002 · 제12권 제5호가역 워터마킹을 이용한 구간 단위 오디오 무결성 인증 알고리즘여동규, 이해연한국정보처리학회 · 정보처리학회 논문지2012 · 제19권 제1호DCT and DWT Based Robust Audio Watermarking Scheme for Copyright Protection정의필, Iqbal Hasan Sarker, Kaushik Deb, Kazi Zakia Sultana, Md. Ashikur Rahman한국융합신호처리학회 · 융합신호처리학회 논문지2014 · 제15권 제1호개선된 QIM과 SVM을 이용한 공격에 강인한 다중 오디오 워터마킹 알고리즘 개발서예진, 정의필, 조상진한국융합신호처리학회 · 융합신호처리학회 논문지2015 · 제16권 제2호주파수 영역에서의 최적의 워터마크 삽입영역 선정에 대한 연구김선형, 오재호, 임해진한국정보처리학회 · 정보처리학회 논문지2002 · 제9권 제4호최적의 분산 컨텐츠를 위한 다중 계층 디지털 워터마킹 기법박흥복, 서정희한국정보처리학회 · 정보처리학회 논문지2005 · 제12권 제3호

이 간행물의 다른 논문 (11건)

M형 CIP법을 이용한 3차원 음장해석에 관한 연구이채봉, 오성관pp. 220-224유비쿼터스 환경에서 웹 서비스에 기반한 상황 인식 미들웨어의 설계우요섭, 송영록pp. 225-232학습 알고리즘을 이용한 AF용 ROI 선택과 영역 안정화 방법장원우, 하주영, 강봉순, 한학용, 허강인pp. 233-238영상의 히스토그램 군집화에 의한 영상 대비 향상홍석근, 조석제, 이기환pp. 239-244멀티미디어 응용을 위한 Nios II 임베디드 프로세서 시스템의 uClinux 디바이스 드라이버 구현박영석, 김동진pp. 245-255
원문 보기