다양한 각도에서 워터마크 복원을 위한 특징점 추출 알고리즘의 성능 평가

Performance Evaluation of Feature Point Extraction Algorithms for Watermark Restoration at Various Angles

In recent years, streaming content services through OTT (Over The Top) platforms have become a popular form of media consumption and continue to grow. However, the widespread use of these services has led to various copyright protection issues, with illegal piracy becoming a serious problem. To protect content from illegal reproduction, DRM and watermarking technologies are used; however, illegal distributors evade these protections by altering the content’s angle or size before uploading it. In this study, feature extraction algorithms such as HCD, SIFT, ORB, and AKAZE were applied to evaluate watermark restoration performance on geometrically transformed, rotated images. The watermark was inserted by selecting the frequency components with the lowest energy after applying DWT to the original image, and the restoration performance was compared at different rotation angles (0, 10, 30, 60, 90 degrees). Performance evaluation metrics, including SSIM and PSNR, were used to assess the structural similarity and image quality loss, while NC and BER values were used to measure restoration accuracy. The experimental results showed that the AKAZE algorithm achieved the highest watermark insertion and restoration accuracy. This study presents a method for addressing content rotation transformations and demonstrates practical applicability in real-time streaming services and content protection technologies.

최근 몇 년간, OTT(Over The Top) 등을 통한 스트리밍 콘텐츠 서비스가 대중적인 미디어 소비 형태로자리 잡았으며 지속해서 성장하고 있다. 그러나 이러한 스트리밍 서비스 확산은 다양한 저작권 보호 문제를일으키고 있으며, 특히 불법 복제가 심각한 문제로 대두되고 있다. 불법 복제로부터 콘텐츠를 보호하기 위해DRM과 워터마킹 기술이 사용되고 있지만, 불법 복제자들은 콘텐츠의 각도나 크기를 변형하여 업로드하는 방식을 통해 이를 회피하고 있다. 본 연구에서 기하학적 변형 중 회전된 이미지에서 워터마크 복원 성능을 평가하기 위해 특징점 추출 알고리즘인 HCD와 SIFT, ORB, AKAZE를 활용하였다. 이를 위해, 원본 이미지에DWT를 적용하여 가장 낮은 에너지를 가진 주파수 성분을 선택하여 워터마크를 삽입한 후, 이미지 회전 각도(0, 10, 30, 60, 90도)에 따른 복원 성능을 비교하였다. 성능 평가 지표로는 SSIM, PSNR을 통해 이미지의구조적 유사성 및 화질 손실량을 평가하였고, NC, BER 값을 통해 복원 정확도를 측정하였다. 실험 결과, AKAZE 알고리즘이 워터마크 삽입 및 복원 정확도가 가장 높았다. 본 연구는 콘텐츠 회전 변형에 대해 대응할 수 있는 방법을 제시하며, 실시간 스트리밍 서비스 및 콘텐츠 보호 기술에 실질적인 활용 가능성을 보여준다.