Real-time Watermarking Algorithm using Multiresolution Statistics for DWT Image Compressor

Abstract

본 논문에서는 이산 웨이블릿 변환(Discrete Wavelet Transform, DWT) 기반의 영상 압축기와 연동하여 동작할 수 있는 실시간 워터마킹 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리듬은 워터마크 위치 결정을 위한 계산량을 줄이기 위해 이산 웨이블릿 변환의 특징인 부대역간의 에너지 상관도를 이용하여 통계적으로 형성한 룩-업 테이블을 사용한다. 즉, 레벨-1 부대역의 에너지 값에 의해 레벨-3 부대역의 임계치를 룩-업 테이블에서 찾아 그 이상의 계수들에 워터마크를 삽입한다. 따라서 DWT 기반의 영상 압축을 위한 연산에 영향을 미치지 않고 워터마킹을 위한 연산이 병렬적으로 이루어짐으로써 실시간 워터마킹이 가능하다. 또한 손실 압축인 양자화 과정과 허프만 코더에서의 압축율을 고려하여 워터마크를 삽입함으로써 워터마크의 손실과 영상 압축기의 성능을 향상시켰다. 삽입되는 워터마크는 시각적으로 인지가 가능한 특정 로고 형태의 이진 영상을 사용하였다. 본 논문에서 제안되는 기법은 실험 및 결과를 통해서 워터마킹의 요구조건인 강인함(Robustness)과 비인지성(Imperceptibility)를 만족시킴을 확인하였다. In this paper, we proposed a real-time watermarking algorithm to be combined and to work with a DWT(Discrete Wavelet Transform)-based image compressor. To reduce the amount of computation in selecting the watermarking positions, the proposed algorithm uses a pre-established look-up table for critical values, which was established statistically by computing the correlation according to the energy values of the corresponding wavelet coefficients. That is, watermark is embedded into the coefficients whose values are greater than the critical value in the look-up table which is searched on the basis of the energy values of the corresponding level-1 subband coefficients. Therefore, the proposed algorithm can operate in a real-time because the watermarking process operates in parallel with the compression procession without affecting the operation of the image compression. Also it improved the property of losing the watermark and the efficiency of image compression by watermark inserting, which results from the quantization and Huffman-Coding during the image compression. Visual recognizable patterns such as binary image were used as a watermark. The experimental results showed that the proposed algorithm satisfied the properties of robustness and imperceptibility that are the major conditions of watermarking.