Data RAM Data ROM
Instruction Memory
12MIPS 9MHz 6KB 2KB 512B 8KB 8KB 8KB
제4-2절 실험 방법 및 결과
제 4-1 절에서 SDMI 가 제시한 조건 중 다운믹싱 한 신호에서의 워터마크 추
출은 6 채널을 스테레오로 또는 멀티채널을 스테레오로, 또는 스테레오를 모노 로 했을 때를 제시하고 있다. 제안된 알고리즘을 이용한 시뮬레이션을 위해 위 조건 중 Typical Consumer Signal Processing 의 Stereo-to-Mono 다운믹스에 대하여 소프트웨어 기반으로 간단한 성능 테스트를 하였다.
음원은 10 초 정도의 길이를 가지는 CD(Compact disk)에서 추출한 CD 음질
(44100Hz, 16bit)의 테크노, 클래식, 록 장르의 음악을 사용하였다. PN 코드의 1 프레임의 길이는 1024 샘플이지만 2 개의 채널로 인터리브를 시켜 삽입하므로 채널당 1 프레임은 512 개의 샘플을 가지게 되어있다. 삽입된 정보데이터의 길 이는 860비트이고 워터마크는 시간영역에 삽입하였다
워터마크 에너지는 충분히 사람의 귀에 들리지 않도록 하기 위해 (4-1)식을 이용하여 SNR 값을 구하였다.
=
power watermark
power audio
SNR 10 log
10 (4-1)(4-1)식을 이용하여 각 음원에 SNR (Signal - to - Noise Ratio)은 각각 30, 50, 70dB 의 에너지값을 가지도록 하여 PN코드 워터마크를 삽입하였다.
성능을 검증하기 위해 인터리브를 이용한 워터마크가 삽입된 Stereo 음원을 Mono 로 다운믹스하고, 그 음원을 제안한 워터마크 추출 알고리즘을 이용하여 검출하고 정보데이터를 복구하였다. 검출 알고리즘은 워터마크 검출 시에 원래 의 신호를 필요로 하는 넌블라인드(Non-Blind) 검출방법을 사용하였으며 (4-2)식 을 이용하여 삽입한 워터마크와 검출한 워터마크의 값을 비교하여BER(Bit Error Rate) 값을 계산하였다.
∑
−=
=
=
1≠
0
~ ~ ( ( ) ) ( ( ) )
, 0
, 100
B1
n
w n w n
n w n w
BER B
(4-2)여기서 B 는 삽입한 PN 코드 워터마크의 길이이고
w (n )
은 삽입한 워터마크 신호,w ~ ( n )
은 추출한 워터마크 신호이다.표 4-4. 다운믹스 한 워터마킹 오디오를 이용하여 일반방법과 제안된 방법으로
워터마크 신호를 검출한 결과
Table. 4-4. The results of extracting watermark using down-mixed watermarked audio.
Sound source SNR BER(일반)(%) BER(제안)(%)
30 46.9767 0
50 54.6512 0
Techno
70 50.9302 0
30 46.9767 0
50 49.5349 0
Classic
70 52.0930 0
30 46.9767 0
50 46.9767 0
Rock
70 48.3721 0
실험결과에서 볼 수 있는 것처럼 워터마킹한 오디오 신호가 다운믹스가 되었 을 때도 일반적인 추출 알고리즘은 사용한 모든 음원에 대해 45 퍼센트를 넘는 많은 에러 값을 가지는데 비해 제안한 알고리즘은 완벽하게 워터마크를 검출하 고 정보를 복원하는 것을 알 수 있다.
제 5 장 결 론
디지털 워터마킹은 컨텐츠 보호의 마지막 방어선으로 활발한 연구가 진행되 고 있다. 컨텐츠에 워터마크를 삽입함으로서 내용기반 컨텐츠 검색 등과 같은 다양한 부가적인 서비스와 컨텐츠의 유통의 투명성을 보장할 수 있다.
본 논문은 SDMI Phase II Screening에서 제안하는 규격 중, 채널 다운믹스에 강 한 알고리즘을 제안하였다. 본 알고리즘은 대역 확산 워터마킹 기법을 기반으로 멀티채널 오디오에 워터마크를 삽입할 때 인터리브 시퀀스(Interleave sequence)에
의한 각 채널별로 인터리브(Interleave)해서 삽입함으로 정보삽입효율을 높이고
제 3 자에 의한 공격을 어렵게 하였고, 워터마킹 한 오디오 신호를 다운믹스한 경우에도 워터마크를 검출하여 삽입된 정보를 복구할 수 있도록 하였고 이를 실험으로 검증하였다.
현재 일반적인 멀티채널 재생 방식의 오디오의 경우 Dolby Digital 이나 DTS
같은 재생 시스템이 대부분이며 이러한 방식의 멀티채널 재생 오디오 시스템은 멀티채널 재현뿐만 아니라 정보를 효율적으로 매체에 저장하기 위한 압축 알고 리즘도 가지고 있다. 또한 Dolby Headphone 과 같은 멀티채널 오디오 신호를 스 테레오로 다운믹스하며 멀티채널 음향효과를 재현하는 시스템도 있다. 따라서 압축과 멀티채널 다운믹스 입체음향 시스템, 각종 신호처리 공격 등과 같은 다 양한 조건에 부합하도록 하는 알고리즘의 보완이 필요하다.
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