본 논문에서는 해금 사운드 콘텐츠의 저작권 보호를 위해 해금의 주파수 특성을 고려한 워터마킹 알고리듬을 제안한다. 해금 음은 1500Hz~2000Hz 대역과 2800Hz~3500Hz 대역에서 배음 성분의 크기가 공통적으로 크게 나타나는데 이 대역을 워터마크 삽입대역으로 결정하였다. 제안한 방법은 원 신호에 푸리에 변환을 하여 주파수 영역으로 변환하고 삽입대역에 속한 배음 성분에 PN 시퀀스를 통해 생성한 워터마크 비트를 삽입하였다. 또한 저역통과 필터, 대역통과 필터, 잘라내기, 노이즈 추가, MP3 압축과 같은 공격에서 최대 1.41%의 BER을 보였고, 클래식, 팝, 가야금 등의 연주곡과 비교 실험 결과 해금에서 가장 뛰어난 성능을 보였다. 주관 청취 테스트인 MUSHRA 테스트 결과 해금 음에 대해서는 평균 98점 이상을 보였고 국악연주곡에서는 96.67점을 보여 모두 Excellent의 평가 결과를 보였다.
This paper proposes a watermarking algorithm considering the frequency characteristics of Haegeum sounds for copyright protection of digital Haegeum sound contents. The harmonics of Haegeum sounds commonly have large magnitude values in 1500Hz~2000Hz and 2800Hz~3500Hz so that those bands are selected to embed a watermark. The proposed method computes the FFT (fast Fourier transform) of the original sound signal and embeds the watermark bits generated by PN (pseudo noise) sequence into the harmonics in the selected bands. Furthermore, the proposed method is robust to lowpass filter, bandpass filter, cropping, noise addition, MP3 compression attacks and the maximum BER (bit error rate) is 1.41% after lowpass filter attack. To measure the quality of the watermarked sound, subjective listening test, MUSHRA (multiple stimuli with hidden reference and anchor), was conducted. The mean value of MUSHRA listening test is bigger than 98 and 96.67 for every Haegeum sounds and Korean classical music with Haeguem, respectively.
