KAIST 연구팀, 인공지능 접목한 워터마크 기술 개발

2D 영상 워터마킹 기법을 이용한 영상 예제. 왼쪽 위부터 시계방향으로 원본, 워터마크 삽입, 삽입한 워터마크 신호 강조. KAIST 제공

[이데일리 이재운 기자] 인공지능(AI) 기술을 이용한 워터마킹(복제 방지) 기술을 국내 연구진이 개발했다.

11일 KAIST는 전산학부 이흥규 교수 연구팀이 인공신경망을 이용해 워터마크를 영상에 삽입 및 검출하는 기술을 개발했다고 밝혔다.

인공신경망은 사람의 신경망처럼 AI가 각종 데이터를 수집해 스스로 개선해나가는 기술로 기계학습(머신러닝)의 일종이다.

연구진은 연구실 수준으로만 진행되던 기술들을 다년간의 연구개발을 통해 일반에 공개, 특정 조건의 실험실 환경이 아닌 조건이 변화하는 실제 환경에서 활용할 수 있도록 했다.

이를 통해 인공신경망을 기반으로 하는 새로운 접근 기법의 성능을 검증하고 기존 한계점을 극복할 수 있는 연구 방향을 제시하는 초석이 될 것으로 기대하고 있다.

현재까지 개발된 기존 워터마킹 기술은 모두 공격 유형, 세기 등 특정 조건을 사전에 정하고 이를 만족시키도록 설계·구현했다. 따라서 다양한 공격 유형이 존재하는 실제 환경에 사용하기에는 실용적 측면, 기술 확장성, 유용성 등에 한계가 있었다. 또 워터마크 제거, 복사, 대체 등의 해킹 기술 발전으로 인해 기술 자체의 보안 취약성 한계도 있었다.

연구진은 △인공신경망 학습을 통한 새로운 공격에 대응하고 △인공신경망의 비선형적인 특성을 통해 높은 보안성을 가진 인공신경망 기반 2D 영상 워터마킹 기법 △다양한 시점 변환이 발생하더라도 영상 보호가 가능한 DIBR 3D 영상 워터마킹 기법 △워터마크 삽입으로 인한 시각피로도 상승을 최소화하는 S3D 영상 워터마킹 기법 등을 선보인다.

사용자는 2D 영상이나 3D 영상을 웹 서비스에 업로드 해 워터마크를 삽입하고 추후 필요시 삽입한 워터마크를 검출함으로써 각종 분쟁 해결에 활용할 수 있다.

이를 이용하면 향후 인증, 진위 판별, 유통 추적이나 저작권 분야 등에서 다양한 콘텐츠를 사용한 활용이 가능하다. 향후 각종 영상물들의 불법 활용으로 인해 발생하는 사회경제적 손실을 줄이고 콘텐츠 산업의 성장과 디지털 사회 선진화에 기여할 것으로 연구진은 전망하고 있다.

이흥규 교수는 “영상 관련 각종 분쟁들이 저작권에 국한되던 종전의 범위를 넘어 최근 가짜 영상 유통에 따른 진위 판별, 인증, 무결성 검사, 유통 추적 등으로 관심 분야가 급속히 커지고 있다”며 “인공지능 기술을 활용해 기존 워터마킹 기법들의 기술적인 한계점을 해결할 수 있는 디지털 워터마킹 연구를 선도하겠다”고 말했다.

인공신경망 기반 워터마킹 기술은 홈페이지(▶바로가기)를 통해 시범 운영되고 있다. 이번 연구는 한국연구재단이 추진하는 중견연구지원사업의 지원으로 수행했다.