압축 공격에 강인한 P-프레임 기반 워터마크 분할 비디오 워터마킹 기법
P-Frame-Based Split Watermarking Technique for Compression-Attack Resilience
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초록
온라인 디지털 콘텐츠 유통이 급증함에 따라 콘텐츠의 무단 복제와 변조를 방지하기 위한 디지털 워터마킹 기술의 중요성이 커지고 있다. 그러나 종래의 이미지 워터마킹 기법은 단일 워터마크를 고정된 영역에 삽입하는 방식이어서 워터마크 삽입 영역이 손상될 경우, 워터마크 복원 정확도가 크게 저하되는 한계가 있다. 또한 비디오 워터마킹 기법들은 압축 비트 스트림을 직접 수정하는 방식을 주로 사용하여 표준에 따라 구현 방식이 달라지고 프레임 변형으로 인한 왜곡이 누적될 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 프레임을 구분하고 워터마크를 분할 삽입하여 강인성을 유지하는 P-프레임 기반 워터마크 분할 비디오 워터마킹 기법을 제안한다. 실험 결과에 따르면, 압축 공격 환경에서 제안 기법은 종래모델 대비 BER(Bit Error Rate)이 평균 68% 감소하고 프레임 삭제 공격이 동반된 상황에서도 평균 14% 감소하였다. 그리고 프레임 드롭 공격과 압축 공격이 동반된 상황에서는 제안모델이 종래모델보다 평균 65% 낮은 BER을 유지하였다.
Abstract
The rapid growth of online digital content distribution has heightened the importance of digital watermarking technology to prevent unauthorized copying and tampering of content. However, conventional image watermarking techniques involve embedding a single watermark into a fixed region. This approach has limitations: if the watermark insertion region is damaged, the accuracy of watermark recovery is significantly reduced. Furthermore, video watermarking techniques primarily modify the compressed bitstream directly, leading to implementation variations depending on standards and the potential for cumulative distortion due to frame transformations. Therefore, this paper proposes a P-frame-based watermark segmentation video watermarking technique that maintains robustness by distinguishing frames and inserting watermarks in segments. Experimental results show that under compression attack conditions, the proposed technique achieves an average 68% reduction in BER(Bit Error Rate) compared to conventional models. Even when accompanied by frame deletion attacks, it maintains an average 14% reduction. Furthermore, when both frame drop attacks and compression attacks occur simultaneously, the proposed model achieves an average BER 65% lower than conventional models.