DCT영역에서 스크램블된 이진 위상 컴퓨터형성홀로그램을 이용한 디지털 영상 워터마킹 기술

Abstract

본 논문에서는 DCT 영역에서 스크램블된 이진 위상 컴퓨터형성홀로그램을 이용한 디지털 영상 워터마킹 기술을 제안하였다. 워터마크 삽입과정은 워터마크로 사용되는 은닉영상 대신 은닉영상을 손실 없이 재생할 수 있는 이진 위상 컴퓨터홀로그램을 생성하고 이를 스크램블기법으로 암호화 하여 워터마크로 사용한다. 그리고 암호화된 워터마크에 가중치 함수를 곱하고 호스트영상의 DCT 영역에서 DC성분에 삽입한 후 IDCT를 수행한다. 워터마크의 추출은 워터마킹된 영상과 원래의 호스트영상의 DCT계수 차이를 구하고, 삽입시 적용한 가중치 함수를 나눈 후 디스크램블링 하여 복호화 한다 그리고 복호화된 워터마크를 역푸리에 변환하여 은닉영상을 재생한다 마지막으로 원래의 은닉영상과 복호화된 은닉영상과의 상관을 통해 워터마크의 존재여부를 결정한다. 제안된 워터마킹 기술은 이진 값으로 구성된 은닉영상의 홀로그램정보를 이용하고 스크램블링 암호화 기법을 활용하였음으로 기존의 어떠한 워터마킹 기술보다 압축, 잡음 및 절단과 같은 다양한 외부공격에 안전하고 견실한 특징을 가지고 있음을 컴퓨터시뮬레이션을 통해 그 장점들을 확인하였다. In this paper, we proposed a digital image watermarking technique using scrambled binary phase computer generated hologram in the discrete cosine transform(DCT) domain. For the embedding process of watermark. Using simulated annealing algorithm, we would generate a binary phase computer generated hologram(BPCGH) which can reconstruct hidden image perfectly instead of hidden image and encrypt it through the scramble operation. We multiply the encrypted watermark by the weight function and embed it into the DC coefficients in the DCT domain of host image and an inverse DCT is performed. For the extracting process of watermark, we compare the DC coefficients of watermarked image and original host image in the DCT domain and dividing it by the weight function and decrypt it using descramble operation. And we recover the hidden image by inverse Fourier transforming the decrypted watermark. Finally, we compute the correlation between the original hidden image and recovered hidden image to determine if a watermark exits in the host image. The proposed watermarking technique use the hologram information of hidden image which consist of binary values and scramble encryption technique so it is very secure and robust to the various external attacks such as compression, noises and cropping. We confirmed the advantages of the proposed watermarking technique through the computer simulations.