유전자 알고리즘을 이용한 인증 워터마킹 방법
A Fragile Image Watermarking Scheme Using A Simple Genetic Algorithm
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초록
본 논문에서는 유전자 알고리즘(genetic algorithm)을 이용한 인증 워터마킹 방법을 제안한다. 수신된 영상이 원본 영상과 동일한 특성을 유지하는지를 검사하기 위해 원본 영상 내의 블록들에 관한 윤곽선 정보를 이용한다. 또한 이 윤곽선 정보는 유전자 알고리즘을 이용한 메시지 부호화의 적응도(fitness) 값으로 사용된다. 유전자 알고리즘을 통해 진화된 비트열은 비트 기반의 배타적 논리합(exclusive OR) 연산을 사용하여 이진 워터마크와 조합된 후 원본 영상의 최하위 비트(least significant bit)에 삽입한다. 제안한 방법은 변조된 곳의 위치를 표시할 수 있다. 즉, 워터마크가 삽입된 영상의 변조는 검출된 워터마크 신호에 반영된다. 기존의 방법들과는 달리 워터마킹에 이용되는 매개 변수들을 이용하여 강인성의 정도를 조절할 수 있으며, 키 값에 대한 보안성을 높일 수 있다. 실험 결과는 제안한 방법이 JPEG 압축, 비례 축소(scaling), 최하위 비트 변조 및 잘라냄(cropping) 등과 같은 원본 영상의 변조를 검출할 수 있다는 것을 보여주었다.
Abstract
In this paper, we propose a fragile image watermarking scheme using a simple genetic algorithm. In order to check whether the received image maintains the same attributes as the original image, we exploit characteristics of block edges in the image. We also use the edge information as a fitness measure for message coding in the simple genetic algorithm. The evolved strings are combined with the binary watermark signal by the bit-wise exclusive OR operation and then inserted into the least significant bits of the original image. The proposed scheme can identify specific locations where changes have been made. Pixel changes in the watermarked image are reflected in the extracted watermark, which indicates the attacked area. Experimental results demonstrate that the proposed watermark extraction scheme can detect modifications of the original image by JPEG compression, scaling, pixel changes, or cropping.