A Collusion-secure Fingerprinting Scheme for Three-dimensional Mesh Models

삼차원 메쉬 모델에 적용한 공모방지 핑거프린팅 기법

  • 허영 (국가보안기술연구소) ;
  • 전정희 ((주)지오소프트) ;
  • 호요성 (광주과학기술원 정보통신공학과)
  • Published : 2004.07.01

Abstract

This paper presents a new collusion-secure fingerprinting scheme to embed fingerprints into three-dimensional(3-D) mesh models efficiently. In the proposed scheme, we make the same number of fingerprints as the number of customers based on the finite projective geometry, partition a 3-D mesh model related to the number of bits assigned to each fingerprint and then embed a watermark representing copyright information into each submesh to be marked. Considering imperceptibility and robustness of the watermarking algorithm we embed the watermark signal into mid-frequency DCT coefficients obtained by transforming vertex coordinates in the triangle strips which are generated from the submeshes to be marked. Experimental results show that our scheme is robust to additive random noises, MPEG-4 SNHC 3-D mesh coding, geometrical transformations, and fingerprint attacks by two traitors' collusion. In addition, we can reduce the number of bits assigned to each fingerprint significantly.

본 논문에서는 공모방지 핑거프린팅 알고리즘에 의하여 생성된 핑거프린트를 삼차원 메쉬 모델에 효율적으로 삽입할 수 있는 새로운 공모방지 핑거프린팅 기법을 제안한다. 제안한 알고리즘은 유한 사영기하학(finite projective geometry)을 기반으로 고객의 수만큼 핑거프린트를 만들고 이 정보를 바탕으로 삼차원 메쉬 모델을 분할한 다음, 마크(mark)할 특정 분할메쉬 (submesh)에 저작권을 나타내는 워터마크 신호를 은닉한다. 삽입할 워터마크 신호는 비인지성과 강인성을 고려하여 마크할 분할 메쉬로부터 삼각형 스트립(triangle strips)을 생성하고 각 스트립에 포함된 꼭지점 값들을 DCT 영역의 계수 값들로 변환시킨 후 중간 주파수 대역에 삽입한다. 다양한 실험을 통해 제안한 기법이 무작위 잡음첨가, MPEG-4 SNHC의 삼차원 메쉬 꼭지점 좌표값 압축, 기하학 변환 및 공모에 의한 핑거프린트 공격에 대해 강인할 뿐만 아니라 생성된 핑거프린트의 비트 수를 기존의 방법보다 줄일 수 있었다.

Keywords

References

  1. K. Tanaka, Y. Nakamura, and K. Matsui, ''Embedding Secret Information Into a Dithered Multilevel Image', Proc. IEEE Military Communications Conference, pp. 216-220, 1990 https://doi.org/10.1109/MILCOM.1990.117416
  2. G.R. Blackley, C. Meadows and G.B, Purdy, 'Fingerprinting Long Forgiving Messages,' Proc, of CRYPTO '85, Vol. 218, pp. 18-22, 1986
  3. D. Boneh and J. Shaw, 'Collusion-secure Finger -printing for Digital Data,' IEEE Trans. Inf. Theory, Vol. 44, No.5, pp. 1897-1905, Sept. 1998 https://doi.org/10.1109/18.705568
  4. B. Pfitzmann and M. Schunter, 'Asymmetric Fingerprinting,' Proc. of EUROCRYPT '96, Vol. 1070, pp. 84-95, 1996
  5. B. Pfitzmann and M. Waidner, 'Anonymous Fingerprinting,' Proc. of EUROCRYPT '97, Vol. 1233, pp. 88-102, 1997
  6. J. Dittmann, 'Combining Digital Watermarks and Collusion Secure Fingerprints for Customer Copy Monitoring,' Proc. IEE Seminar Sec. Image& Image Auth., pp. 9-17, 2000 https://doi.org/10.1049/ic:20000217
  7. J. Domingo-Ferrer and J. Herrera-Joancomart, 'Simple Collusion-secure Fingerprinting Schemes for images,' IEEE International Conference on Information. Technology: Coding and Computing, ITCC2000, pp. 128-132, Mar. 2000 https://doi.org/10.1109/ITCC.2000.844195
  8. D. Kirovski, H.S. Malvar, and Y. Yacobi, 'Multimedia Content Screening Using a Dual Watermarking and Fingerprinting System,' ACM Multimedia, 2002 https://doi.org/10.1145/641007.641086
  9. S. Katzenbeisser and F.A.P. Petitcolas, Irformation Hiding Techniques for Steganography and Digital Watermarking, Artech House, 2000
  10. 전정희, 호요성, 'DCT 영역에서 3차원 다각형 메쉬 모델의 디지털 워터마킹 방법,' 전자공학회 논문지, 제40권 CI편 제3호, pp. 30-37, 2003년 5월
  11. Pierre Terdiman's web site: http://codercorner.com/
  12. J. H. Ahn, C. S. Kim, C.-C. Jay Kuo and Y. S. Ho, 'Motion Compensated Compression of 3-D Animation Models,' SPIE Visual Communications and Image Processing, pp. 593-602, Jan. 2002
  13. F. Hartung, P. Eisert, and B. Girod, 'Digital Watermarking of MPEG-4 Facial Animation Parameters,' Computer and Graphics, pp. 425 -435, 1998 https://doi.org/10.1016/S0097-8493(98)00032-6
  14. N. Aspert, D. Santa-Cruz, and T. Ebrahimi, ':MESH: Measure Error between Surfaces using the Hausdorff distance,' Proc. IEEE International Conference on Multimedia and Expo 2002, vol. I, pp. 705-708, Aug. 2002 https://doi.org/10.1109/ICME.2002.1035879
  15. ISO/IEC 14496-2, Coding of Audio-Visual Objects: Visual (MPEG-4 video), Committee Draft, Oct. 1997
  16. G. Karypis and V. Kumar, MeTis: A Software Package for Partitioning Unstructured Graphs, Partitioning Meshes, and Computing Fill-reduc ing Orderings of Sparse Matrices. Version 4.0, Univ. of Minnesota, Dept. of Comp. Sci., 1998. Available at: http://wwwusers.cs. umn.edu/~karypis/metis/metis.html