Abstract
In this paper, we proposed an iterative digital image watermarking technique using encrypted binary phase computer generated hologram in the discrete cosine transform(OCT) 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 repeat the hologram and encrypt it through the XOR operation with key image that is ramdomly generated binary phase components. 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 XOR operation with key image. 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 encryption technique so it is very secure and robust to the external attacks such as compression, noises and cropping. We confirmed the advantages of the proposed watermarking technique through the computer simulations.
본 논문에서는 DCT영역에서 암호화된 이진 위상 컴퓨터형성홀로그램을 이용한 반복적 디지털 영상 워터마킹 기술을 제안하였다. 워터마크 삽입과정은 워터마크로 사용되는 은닉영상 대신 은닉영상을 손실없이 재생할 수 있는 이진 위상 컴퓨터형성홀로그램을 생성하고, 반복적으로 표현한 후, 이를 랜덤하게 발생시킨 이진 위상성분을 가지는 키 영상과의 XOR 연산을 통해 암호화하여 워터마크로 사용한다. 그리고 이 암호화된 워터마크에 가중치 함수를 곱하고, 호스트영상의 DCT 영역에서 DC 성분에 삽입한 후, IDCT를 수행한다. 워터마크의 추출은 워터마킹된 영상과 호스트영상의 DCT 계수 차이를 구하고, 삽입시 적용한 가중치 함수를 나눈 후, 키 영상과의 XOR 연산을 이용하여 복호화한다. 그리고 복호화된 워터마크를 역푸리에 변환하여 은닉 영상을 재생한다. 마지막으로 원래의 은닉영상과 복호화된 은닉영상과의 상관을 통해 워터마크의 존재여부를 결정한다. 제안한 방법은 워터마킹 기술은 이진 값으로 구성된 은닉 영상의 홀로그램 정보를 이용하고, 암호화 기법을 활용하였으므로 기존의 어떠한 워터마킹 기술보다 외부 공격에 안전하고, 견실한 특징을 가지고 있으며, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 그 장점들을 확인하였다.
