고려대, 고화질 3D 모델 저작권 보호 기술 개발 "압축해도 워터마크 식별 가능"

△ 학습 단계에서 3D 자산(3DGS)에 워터마크를 삽입한 뒤, 압축 및 배포 이후에도 이미지 및 모델 왜곡 상황에서 소유권을 식별하는 CompMarkGS의 개요도

고화질 3D 모델을 압축하더라도 워터마크가 손상되지 않는 기술이 나왔다. 고려대학교(총장 김동원) 인공지능학과 김상필 교수 연구팀이 3DGS 저작권 보호 기술 ‘CompMarkGS’를 개발했다.

3DGS(3D Gaussian Splatting)는 실물에 가까운 고화질 영상을 실시간으로 생성하는 3D 표현 기술이다. 막대한 모델 용량 때문에 실제 저장 및 전송을 위해서는 압축이 필수적인데, 기존 워터마킹 방식으로는 압축 시 정보가 손상되어 저작권자를 식별하기 어려웠다.

*워터마킹: 디지털 자산 내부에 소유권 정보를 보이지 않게 삽입해 나중에 원저작자를 식별할 수 있게 하는 기술

이에 연구팀은 저작권 보호 프레임워크 ‘CompMarkGS’를 개발했다. 모델 압축 시 생길 왜곡을 미리 모사해, 압축 후에도 워터마크가 살아남도록 하는 'QDL(Quantization Distortion Layer)'을 도입한 것이 핵심이다. 즉, 대용량 모델을 압축하더라도 저작권 정보를 명확하게 읽어낼 수 있게 됐다. 

보안성을 강화하는 동시에 화질도 놓치지 않았다. 고주파 영역을 선택적으로 보강하는 FAG(Frequency-aware Anchor Growing) 기술과 인간의 색 인지 왜곡을 줄이는 ‘HSV loss’를 함께 도입해 렌더링 품질 저하를 최소화했다. 실험 결과, 모델 압축 후에도 기존 대비 압도적인 비트 정확도와 화질 유지력을 증명했다. 

*비트 정확도: 삽입한 워터마크 메시지(비트 형태)를 얼마나 더 정확하게 다시 읽어낼 수 있는지를 나타내는 지표로, 높을수록 좋다

연구팀은 “본 연구는 모델 압축 환경까지 고려한 3DGS 워터마킹 프레임워크로서, AR/VR, 디지털 트윈, 3D 콘텐츠 유통 환경 등에서 저작권 보호의 실용성을 높였다는 의의가 있다”고 밝혔다. 

*디지털 트윈: 현실 세계에 있는 물체나 공간, 시스템을 가상 공간에 디지털로 구현하고, 실제 데이터를 반영 및 분석하는 기술

이번 연구 성과는 국제 학술지인 ‘ICLR(International Conference on Learning Representations) 2026’ 온라인에 1월 26일 게재됐다.

*논문명: CompmarkGS: Robust Watermarking for Compressed 3D Gaussian Splatting

*DOI: 10.48550/arXiv.2503.12836

*URL: https://openreview.net/forum?id=NXQvejGBFx

본 연구는 한국콘텐츠진흥원(KOCCA)의 ‘생성형 AI 저작권 관리 및 보호 기술 개발을 위한 국제공동연구 및 글로벌 인재 양성’ 과제의 지원을 받아 수행됐다.

[연구진 사진]

△ (왼쪽부터) 고려대 인공지능학과 김상필 교수(교신저자), 고려대 대학원 인공지능학과 석사과정 인수민(제1저자)