The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

The Korean Institute of Commucations and Information Sciences (한국통신학회)
권호 표지

Still Image Watermarking in the DCT Domain Using the Human Visual System

DCT 영역에서의 인간의 시각적 특성을 이용한 정지 영상 워터마킹 방법

  • 권오형 (한국전자통신연구원 디지털방송연구단 방송시스템연구그룹, 서강대학교 전자공학과) ;
  • 박래홍 (서강대학교 전자공학과, 서강대학교 바이오 융합기술 협동과정)
  • Published : 2005.12.01
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Abstract

In this paper, we propose a digital watermarking method for still images, in which the human visual system (HVS) is used in the discrete cosine transform (DCT) domain. The modulation transfer function (MTF) of the HVS model is employed to increase the invisibility of the inserted watermark in images. The proposed watermarking method is shown to be robust to several common image processing techniques, including lowpass filtering and cropping. Also, using the energy relationship of the DCT, we derive the equation that directly computes the watermark weighting factor in the DCT domain for the specified peak signal to noise ratio (PSNR) of the still image and the length of watermark to be inserted. The difference between desired PSNR and PSNR in spatial domain is within 0.07dB for the 7 test images.

본 논문에서는 DCT 평면에서 modulation transfer function (MTF)을 사용한 정지영상 워터마킹 방법을 제안하였다. 정지영상에 삽입된 워터마크의 가시성을 줄이기 위하여 인간의 시각적 특성을 나타내는 MTF를 사용하였다. 제안한 워터마킹 방법이 lowpass filtering 및 cropping 등의 공격에 강인한 특성을 나타내었다. 공간평면과 DCT 평면 사이의 에너지 상관관계를 이용하여 DCT 평면에서 삽입될 워터마크의 길이와 공간 평면에서 원하는 peak signal to noise ratio (PSNR)가 주어졌을 때 DCT 평면에서 워터마크 weighting factor를 구하는 식을 유도하였으며, 원하는 PSNR과 공간평면 및 DCT 평면에서 계산된 PSNR이 본 실험에서 사용한 7가지 영상에 대하여 최대 0.07dB이내로 오차를 나타내었다.

Keywords

References

  1. Matt L. Miller, Gwenael J. Doerr, and Ingmar J. Cox, 'Applying informed coding and embedding to design a robust high-capacity watermark,' IEEE Trans. Image Processing, vol. 13, no. 2, pp. 792-807, Jun. 2004 https://doi.org/10.1109/TIP.2003.821551
  2. Chuhong Fei, Deepa Kundur, and Raymong H. Kwong, 'Analysis and design of watermarking algorithms for improved resistance to compression,' IEEE Trans. Image Processing, vol. 13, no. 2, pp. 126-144, Feb. 2004 https://doi.org/10.1109/TIP.2004.823830
  3. C.D. Vleeschouwer, J. Delaigle, and B. Macq, 'Invisibility and application functionalities in perceptual watermarking An overview,' 0Proc. IEEE, vol. 90, pp. 64-77, Jan. 2002 https://doi.org/10.1109/5.982406
  4. I. J. Cox, J. Kilian, F. T. Leighton, and T. Shamoon, 'Secure spread spectrum watermarking for multimedia,' IEEE Trans. Image Processing, vol. 6, pp. 1673-1687, Dec. 1997 https://doi.org/10.1109/83.650120
  5. A. Piva, M. Barni, F. Bartolini, and V. Cappellini, 'DCT-based watermark recovering without resorting to the uncorrupted original images,' in Proc. Int. Conf. Image Processing 97, vol. I, pp. 520-523, Santa Barbara, CA, USA, Oct. 1997 https://doi.org/10.1109/ICIP.1997.647964
  6. B. Chitprasert and K. R. Rao, 'Human visual weighted progressive image transmission,' IEEE Trans. Commun., vol. 38, pp. 1040-1044, July 1990 https://doi.org/10.1109/26.57501
  7. 유저연, 유지상, 김동욱, 김대경, '특이치 분해를 이용한 비가시적 워터마크 기법', 한국통신학회논문지, 제 28권 11C호, pp. 1118-1122, 2003년 11월