LPM-Based Digital Watermarking for Forgery Protection in Printed Materials

인쇄물의 위조 방지를 위한 LPM기반의 디지털 워터마킹

We proposed a digital watermarking method that it is possible to identify the copyright because the watermark is detected in the first print-scan and to protect a forgery because the watermark is not detected in the second print-scan. The proposed algorithm uses LPM and DFT transform for the robustness to the distortion of pixel value and geometrical distortion. This methods could improve watermark detection performance and image quality by selecting maximum sampling radius in LPM transform. After analyzing the characteristics of print-scan process, we inserted the watermark in the experimentally selected frequency bands that survives robustly to the first print-scan and is not detected in the second print-scan, using the characteristic of relatively large distortion in high frequency bands of DFT As the experimental result, the original proof is possible because average similarity degree 5.13 is more than the critical value 4.0 in the first print-scan. And the detection of forgery image is also possible because average similarity degree 2.76 is less than the critical value 4.0 in the second print-scan.

본 논문에서는 1차 인쇄물을 스캔한 영상에서는 워터마크를 검출하여 저작권 증명이 가능하고, 불법적인 도용을 의미하는 2차 인쇄물을 스캔한 영상에서는 워터마크가 검출되지 않도록 하여 위조 방지가 가능한 디지털 워터마킹 방법을 제안한다. 제안한 알고리즘은 화소값의 왜곡과 기하학적 왜곡에 강인하기 위하여 LPM(Log-Polar Map) 변환과 DFT(Discrete Fourier Transform) 변환을 사용한다. LPM 변환과정 에서 최대 표본반지름을 선택하여 워터마크 검출성능과 화질을 개선할 수 있었다. 또한 프린트-스캔 처리의 특성을 분석한 후, 프린트-스캔 처리가 DFT의 고주파 밴드에서 왜곡이 커진다는 점을 이용하여, 1차 인쇄물에서는 워터마크가 살아남고 2차 인쇄물에서는 워터마크가 깨어지는 주파수 밴드를 실험적으로 선택하여 워터마크를 삽입하였다. 실험 결과, 1차 인쇄물을 스캔한 영상에서는 유사도가 평균 6.13으로 임계 값 4.0 이상 검출되어 원본 증명이 가능하였고, 2차 인쇄물을 스캔한 영상에서는 유사도가 임계값 4.0 이하인 평균 2.76을 나타내어서 위조 영상임을 확인할 수 있었다.