소프트웨어 기반의 자원효율성이 최적화된 워터마킹 기술 개발을 위한 전력측정 방법

ICT 환경 변화에 따라서 콘텐츠 이용행태가 PC, TV 기반에서 모바일 및 스마트 서비스 환경으로 변화되고 있으며, 모바일 환경에서 소비되고 있는 콘텐츠는 매년 증가하고 있다.

2014년부터 모바일 환경을 기반으로 한 웹하드 서비스가 진행되면서 스마트폰 등의 스마트 디바이스를 중심으로 한 웹하드 서비스가 활발해졌다.

웹하드 서비스의 특성상 정확한 통계자료는 없으나 일반적으로 전체 웹하드 서비스의 50% 이상이 모바일로 전환되고 있으며 콘텐츠 소비에 대한 증가와 더불어 저작권 침해 또한 매년 증가하고 있는 실정이다.

이러한 이용자의 콘텐츠 이용행태 변화에 따라 기존환경에 적용된 저작권기술로는 현재의 문제점을 해결하는데 한계가 있으며 특히 스마트 디바이스의 경우 일반 PC보다 전력이나 CPU, 메모리 등의 환경이 열악하여 이에 맞는 기술 개발이 필요하다.

스마트 환경에 맞는 저작권 기술을 개발하는데 있어서 고려해야 될 요소로는 이동성이 많고 항상 켜져 있으며, 언제 어디서나 접속이 되어야 하는 서비스 환경이 요구됨에 따라 에너지 효율을 높이는, 즉 저전력 기술이 지원되어야 함을 의미한다.

이는 ‘LTE 스마트폰 시대에 살고 있는 소비자들의 불만족도 조사’에서 배터리 지속시간에 대한 불만족도가 가장 높은 62% 인 것을 확인할 수 있다.

워터마킹(watermarking) 기술은 이미지, 오디오, 비디오, 텍스트 등 멀티미디어 콘텐츠에 저작권 정보 등의 부가데이터를 콘텐츠 내에 삽입하고 추출하는 기술이다.

콘텐츠의 저작권 침해 분쟁이 발생하였을 경우 삽입된 저작권 정보를 추출하여 분쟁을 해결하는 기능이 가능해 저작권 보호 분야에 많이 활용되고 있다.

하지만 모바일 환경변화에 따라 이에 대한 대응기술이 필요하며, 다양한 모바일 서비스에 활용하기 위해서는 스마트 디바이스에  자원효율성이 최적화된 저전력 기반의 워터마킹 기술의 개발이 필요하다.

워터마크를 삽입하는 영역이 콘텐츠 파일의 헤더 등 메타 정보 영역이 아닌 내용 그 자체이기 때문에 이미지, 오디오 등의 콘텐츠 종류에 따라 기술 차이가 존재하며, 오디오 워터마킹의 경우 공간(spatial) 도메인, 주파수(frequency) 도메인, 압축(compressed) 도메인에 삽입하는 방법이 존재하며 적용 분야의 특성에 따라 삽입 방법이 결정된다.

공간영역에서의 삽입 방법은 연산이 비교적 간단하여 많이 활용되고 있으나, 대부분의 음악 콘텐츠 파일이 mp3 등의 압축포맷으로 존재하기 때문에 삽입과 추출을 위해 압축을 디코딩하고 다시 압축해야 하는 오버헤드가 발생하므로 모바일 기기 등의 제한된 자원 상에서 워터마킹을 적용하고자 하는 경우에는 압축영역에서의 워터마킹 방법이 선호되고 있다.

소프트웨어 기반의 자원효율성이 최적화된 워터마킹 기술을 개발하기 위해서는 그 기술에 대한 전력을 측정하고 전력 소모량이 증가할 우려가 있는 부분을 최적화시켜줘야 한다.

그러기 위해서는 워터마킹 소프트웨어에 대한 분석과 전력프로파일을 만들어야한다. 소프트웨어 구조를 분석하기 위해서는 Call Graph 분석과 주요 기능별 명세 그리고 기능별 동작을 위한 각 함수의 Call Graph를 분석해야 한다.

Call Graph 분석을 위하여 프로그램 구조, 클래스구조, 함수 콜에 대한 내용을 작성하고 각 동작별 Call graph에 대한 전력 프로파일 측정 시 측정단위로 활용 가능한 형태로 분석해야 한다.

전력측정은 기존 전력측정 방법을 참조하여 만든 모바일 환경의 전력측정 도구(empt)와 구글에서 제공하는 Google Battery-Historian을 사용하여 시나리오별로 전력측정을 하며 Visual Studio에서 제공하는 성능 프로파일러(Performance Profiler)를 이용하여 CPU 사용량과, 시간 등을 함수별로 측정하게 된다.

각 시나리오별 워터마킹 삽입과 추출에 따른 전력 측정결과는 <표 2>, <표 3> 과 같다.