I nd o ne s ia n J o ur na l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m p u t er   Science   Vo l.   21 ,   No .   2 Feb r u ar y   2 0 2 1 ,   p p .   1 2 18 ~1 2 2 9   I SS N:  2 5 02 - 4 7 5 2 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ee cs.v 2 1 .i 2 . p p 1 2 18 - 12 2 9          1218       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ee cs.ia esco r e. co m   Ro bust w a ter m a r k ing  sc he m ba sed LWT  and  SVD  using   a rtif icia l be e colo ny  opti m i z a tion       Adna n M o hs in Abdu la ze ez 1 ,   Dila n M .   H a j y 2 ,   Diy a Q a der  Z ee ba re e 3 ,   Dilo v a n Asa a d Z e ba ri 4   1 P re sid e n c y   o f   Du h o k   P o ly tec h n ic Un iv e rsit y ,   Du h o k ,   Ku r d istan   R e g io n ,   Ira q   2, 3, 4 Re se a rc h   Ce n ter o f   Du h o k   P o l y t e c h n ic Un iv e rsity ,   Du h o k ,   Ku rd istan   Re g io n ,   Ira q       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   A p r   2 9 ,   2 0 2 0   R ev i s ed   J u n   1 5 ,   2 0 2 0   A cc ep ted   J u n   27 ,   2 0 2 0       T h i s   p a p e r   p r o p o s e s   a   w a te rm a rk i n g   m e t h o d   f o r   g r a y sc a le   im a g e s ,   i n   w h i c h   l i f t i n g   w a v e le t   t r a n sf o rm   a n d   s i n g u l a r   v a l u e   d e c o m p o s i t i o n   a r e   e x p lo i t e d   b a s e d   o n   m u l t i - o b j e c t iv e   a r t if ic i a b e e   c o l o n y   o p t im i z a t i o n   t o   p r o d u c e   a   r o b u s w a t e rm a r k i n g   m e t h o d .   F u r t h e r m o r e ,   f o r   i n c re a s i n g   se c u r i ty   e n c ry p ti o n   o f   t h e   w a t e rm a r k   is   d o n e   p r i o r   t o   t h e   e m b e d d i n g   o p e r a t i o n .   I n   t h e   p r o p o s e d   s c h e m e ,   t h e   a c t u a l   im a g e   i s   a l t e re d   t o   f o u r   s u b - b a n d   o v e r   t h r e e   l e v e ls   o f   l if t in g   w a v e le t   t r a n sf o rm   t h e n   t h e   s i n g u l a v a l u e   o f   t h e   w a t e rm a r k   im a g e   i s   e m b e d d e d   t o   t h e   s i n g u l a r   v a l u e   o f   L H   s u b - b a n d   o f   t h e   t ra n sf o rm e d   o r i g i n a im a g e .   I n   t h e   e m b e d d i n g   o p e r a t i o n ,   m u l t i p l e   sc a l i n g   f a c t o rs   a re   u t i l i z e d   o n   b e h a l f   o f   t h e   s i n g l e   s c a l i n g   e l e m e n t   t o   g e th e   m a x im u m   p r o b a b l e   r o b u s t n e s s   w i t h o u t   ch a n g i n g   w a te rm a r k   l u c i d i ty .   M u lt i - o b j e c t i v e   a r t if ic i a l   b e e   c o l o n y   o p t i m iz a t i o n   i s   u t i l i z e d   f o r   t h e   d e t e rm i n a t i o n   o f   t h e   o p t i m a l   v a l u e s   f o r   m u l t ip l e   s c a l i n g   c o m p o n e n t s ,   w h i c h   a re   e x a m i n e d   a g a i n s t   v a r i o u s   ty p e s   o f   a t ta c k s .   F o r   m a k i n g   t h e   p r o p o s e d   s c h e m e   m o r e   se c u re ,   t h e   w a te rm a rk   i s   e n c ry p t e d   c h a o t i c a l ly   b y   l o g i s t i c   c h a o t i c   e n c ry p t i o n   b e f o re   e m b e d d i n g   i t o   t h e   h o s t   ( o r ig i n a l )   im a g e .   T h e   e x p e r im e n t a l   re s u l t s h o w   e x c e l l e n t   im p e rc e p t i b i l i ty   a n d   g o o d   r e s i l ie n c y   a g a i n s t   a   w i d e   ra n g e   o f   im a g e   p r o c e s s i n g   a t t a c k s .     K ey w o r d s :   E n cr y p tio n   I m ag w ater m ar k in g   L i f ti n g   w a v elet  tr a n s f o r m   Mu lti - o b j ec tiv ar tif icial  b ee   co lo n y   o p ti m izat io n   Mu ltip le  s ca l in g   f ac to r   SVD   T h is  is  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Di y ar   Qad er   Z ee b ar ee   R esear ch   C en ter   Du h o k   P o l y tech n ic  U n i v er s it y   E m ail: D q s ze eb ar ee @ d p u . ed u . k r d       1.   I NT RO D UCT I O   T h o r g an izatio n   o f   d eter m i n i n g   co p y r ig h o w n er s h ip   a n d   p r o v in g   t h n o v elt y   o f   d i g ital  c o n ten t   ar e   w id el y   r eq u ir ed   f o r   th e   au d io ,   v id eo ,   an d   m u lti m ed ia  cr ea t io n s   a s   t h e y   w er s w if tl y   d is s e m i n ated   o v er   th e   r ap id   d is s e m i n atio n   s y s te m   s u ch   as   t h i n ter n et   an d   s atell ite .   B ec au s t h e y   ca n   b s o   ea s il y   m o d if ied ,   co p ied   an d   illeg all y   attac k ed   b y   an y o n e,   n e w   te c h n o lo g y   i s   n ee d ed   to   s ec u r th e m .   Dig ital  w at er m ar k i n g   i s   o n o f   th m o s co m m o n   an d   ef f icie n ap p r o ac h es  th at  is   co n s id er ed   as  an   in s tr u m e n f o r   p r o v id in g   t h co p y r i g h t   d ef en s o f   d ig ital  co n te n a n d   h as  b ee n   p r o p o s ed   as  v alid   s o lu tio n   f o r   th is   p r o b le m   [1 - 4] .   T h w ater m ar k i n g   is   b ased   o n   e m b ed d in g   s i g n atu r e   o r   m o r i n f o r m atio n   i n to   t h h o s s ig n al   f o r   id en ti f y in g   t h co p y r i g h o w n er s h ip   [5 - 8] .   Dig ital   w ater m ar k i n g   co n ce al s   t h co p y r i g h d ata  i n to   t h d ig ital  d ata  v i an   al g o r ith m .   T h h id d en   p ar ticu lar s   to   b em b ed d ed   ca n   b e   s o m w o r d s ,   w r iter   s   s er ial  d ig it s ,   o r g an i za tio n   lo g o ,   p h o to s   co n tain i n g   ex ce p tio n al  i n f lu e n ce .   T h ese  s ec r et  d etails  ar e m b ed d ed   in   d ig ital  in f o r m at io n   ( i m ag e s ,   au d io ,   an d   v id eo )   to   u p h o ld   th s ec u r it y ,   d ata  au t h en tica tio n ,   id en t if icatio n   o f   p o s s es s o r   an d   co p y r ig h d ef e n s [9 - 13] .   T h im ag t h at  is   r eq u ir e d   to   b em b ed d ed   is   ca lled   a   w ater m ar k   i m a g an d   th i m a g w h ic h   ca r r ies  th e   w ater m ar k   i s   ca lled   h o s o r   o r ig i n al  i m ag e.   W ater m ar k ed   im ag i s   co m b i n atio n   o f   o r i g in al  an d   w ater m ar k   i m a g w h ic h   i s   o b tain ed   f r o m   w ater m ar k i n g   p r o ce s s   [ 1 4 ]   as  d is p la y ed   in   Fi g u r 1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       R o b u s t wa terma r kin g   s ch eme   b a s ed   LW T a n d   S V u s in g   a r t ificia l b ee   co lo n y…   ( A d n a n   M o h s in   A b d u la z ee z )   1219       Fig u r 1 .   W ater m ar k in g   p r o ce s s       T h w ater m ar k in g   p r o ce s s   h av s o m r eq u ir e m en ts ,   th m o r i m p o r tan ar e:  r o b u s tn ess ,   i m p er ce p tib ilit y ,   a n d   tr an s p a r en c y   [ 1 ] .   R o b u s t n ess   i s   th e   s tr en g th   o f   th w ater m ar k i n g   s y s te m   a g ai n s t   h ac k er 's  attac k s   o r   u s u a i m ag p r o ce s s in g   ac ti v ities   li k cr o p p in g ,   n o is e,   r o tatio n ,   a n d   c o m p r es s io n .   O n o f   th m o s s ig n i f ica n d eter m in an ts   f o r   ass e s s i n g   th o p er atio n   o f   t h w ater m ar k i n g   alg o r ith m   i s   t h i m p er ce p tib ilit y   o f   w ater m ar k   th at   is   estab li s h ed   b y   t h e   P ea k   S ig n al  to   No is e   R atio   ( P SNR ) .   I m ea n s   th e   p er ce p tu al  d if f er en ce   li n k in g   th w a ter m ar k ed   an d   th e   ac t u al  r ec o r d s   s h o u ld   b i n s ig n i f i ca n to   th e   h u m a n   e y [ 9 ] .   F u r th er m o r e,   to   ac h ie v tr a n s p ar en c y ,   t h q u alit y   o f   t h w ater m ar k   a n d   ac t u al  r e f lectio n   s h o u ld   n o t   b af f ec ted   b y   th e   w ater m ar k i n g   p r o ce s s   [ 1 5 ] .   Dig i tal  w a ter m ar k i n g   i s   ap p licab le  i n   t h e   s p atial  an d   tr a n s f o r m   s p h er es  f o r   t h ac h iev e m e n o f   r o b u s t n es s   a n d   i m p er ce p tib il it y .   I n   s p atial   d o m ai n   p r o ce d u r es,  th w ater m ar k   is   e m b ed d ed   s tr ai g h t   to   th e   p ix el  ar ea m a k in g   i m p le m en tatio n   ea s ier   b u lac k s   r o b u s t n ess .   W h ile  i n   tr an s f o r m   d o m ain   p r o ce d u r es  to   co ef f icie n ts   t h en   f ix   w ate r m ar k   in to   it.  T h en ,   to   o b tai n   e m b ed d ed   i m a g e   in v er s tr an s f o r m   is   ap p lied .   I p o s s ess es  f u r t h er   r o b u s tn es s ,   f e w er   co m m a n d   o f   en d less   q u alit y   a n d   m o s tl y   is   ac ce p tab le  f o r   co p y r i g h ap p licatio n .   T h m o s r eg u lar l y   u tili ze d   m et h o d s   ar Dis cr ete  C o s i n T r an s f o r m   ( DC T )   d o m ai [ 1 6 ] ,   Dis cr ete  W av elet  T r an s f o r m   ( DW T )   [ 1 7 ] ,   Sin g u lar   Valu Dec o m p o s itio n   ( SVD)   [ 1 8 ]   an d   L if tin g   W a v elet  T r an s f o r m   ( L W T )   [ 1 9 ,   2 0 ] .   T r an s f o r m i n g   d o m ai n   tec h n iq u es   ar cu r r en tl y   m o r ex ten s i v d u to   n o w   co m i n to   m o r w id el y   u s ed   as  t h e y   al w a y s   h a v g o o d   r o b u s tn es s   to   co m m o n   i m ag e   p r o ce s s i n g .   W h ile  th e s p r o ce d u r es  en tail  e m b ed d in g   th e   w ater m ar k   i n   t h h o s t s   tr an s f o r m   d o m ai n ,   i n   co m p ar is o n   to   s p atial,   th eir   s o p h is ticatio n ,   r o b u s tn es s ,   an d   p o p u lar ity   ar h ig h   [ 2 1 ] .   T h e   lif ti n g   m et h o d   is   a   p r o ce d u r f o r   estab lis h i n g   b o th   th e   w a v elets   a n d   p er f o r m in g   t h e   DW T .   T h er is   v alu in   m er g i n g   th e   p r o ce d u r an d   d esig n in g   o f   t h w a v elet  f ilter s   w h ile   e x ec u t i n g   t h w a v elet  tr an s f o r m ,   h er ea f ter   r ef er r ed   to   as   th s ec o n d   g en er atio n   w av ele t   tr an s f o r m .   T h p r o ce d u r w a s   in s ti tu ted   b y   W i m   S w eld e n s   [ 2 2 ] .   T h L W T   h as  s p ec ial   ad v a n t ag es  o v er   t h tr ad itio n al   f ir s t - g e n er atio n   w a v elets   [ 2 2 ] .   Fu r th er m o r e,   th SVD   is   s u itab le  f o r   w ater m ar k i n g   s in ce   s li g h t   ch a n g i n   s i n g u lar   v al u d o es n ' t   in f l u e n ce   th e   q u ali t y   o f   th e   i m a g [ 1 8 ] .   Usi n g   L W T   co m b in ed   w it h   SV lead s   to   s i m p lif icatio n   o f   w ater m ar k   r ec o v er y ,   en h a n ce s   t h r o b u s tn es s   o f   t h w ater m ar k   an d   s p r ea d s   th w ater m ar k   th r o u g h o u th s p ec tr u m   [ 1 9 ] .   Gen er all y ,   th e   w ater m ar k   ca n   b b ala n ce d   b y   Scal in g   Fac to r   ( SF )   u ti lize d   to   m an a g t h s tu r d i n ess   o f   th w ater m ar k .   Fo r   s o m SVD - b ased   r esear ch e s ,   th s ca li n g   f ac to r   is   co n s tan t.  Ne v er t h eles s ,   ar g u m en t s   i m p l y   th a t h e   co n s id er atio n   o f   a   s o le   an d   s tab le  s ca li n g   f ac to r   is   i n ap p licab le  [ 2 3 ] .   T h ex ec u tio n   o f   th e   w ater m ar k i n g   ac tiv it y   i s   h ig h l y   d ep en d en o n   ad o p tin g   p r o p er   SF .   A   h i g h er   SF   i m p lie s   h ig h - q u ali t y   d i s to r tio n   o f   t h h o s t   i m a g ( tr an s p ar e n c y )   a n d   th e   p o w er f u t h r o b u s t n es s .   E v en   s o ,   lo w er   SF   tr an s lates  to   en h a n ce d   i m ag e   q u alit y   an d   t h w ea k er   t h r o b u s t n ess   [ 2 4 ] .   T h in co r p o r ati o n   o f   M u lt ip le  Scali n g   Facto r s   ( MSF)   r at h er   t h an   Sin g le  Scalin g   Facto r   ( SS F )   h as  h i g h er   ap p licab ilit y   f o r   m o d i f y i n g   all  th p ix el  es ti m ates  o f   t h ac tu al   p ictu r [ 2 5 ] .   Fo r   w ater m ar k i n g ,   t h d eter m in atio n   o f   M SF s   e s ti m ates  i s   d if f ic u lt  p r o b lem   w h ich   i s   o p tim izatio n   p r o b le m .   Mu l ti - Ob j ec tiv A r ti f icial  B ee   C o l o n y   ( MO A B C )   alg o r ith m   ca n   b u s ed   to   p r o v id a   s o lu tio n   to   s u ch   p r o b le m .   T h alg o r ith m   r ep licate s   th i n tel lig e n f o r ag i n g   ch ar ac ter   o f   h o n e y b ee   s w ar m s .   I is   v er y   s tr aig h t f o r w ar d ,   r o b u s t a n d   p o p u latio n - b ased   s to ch asti o p ti m izatio n   alg o r it h m   [ 2 6 ] .       2.   L I T E R AT U RE   R E VI E W   I n   2 0 0 9   Kh aled   L o u k h ao u k h an d   J ea n - Y v es  C h o u i n ar d   [ 2 7 ] ,   s u g g e s ted   h y b r id   r o b u s d ig ita l   w ater m ar k i n g   tec h n iq u d ep e n d in g   o n   SVD   an d   L W T .   I n   th i s   al g o r ith m   t h co v er   p ict u r is   tr an s f o r m ed   u s i n g   2 - le v el  L W T ,   s u b - b an d   is   s elec ted ,   an d   in v er s lif ti n g   i s   p er f o r m ed   to   t h at  s u b b an d .   T h en ,   t h e   s in g u lar   esti m ate  o f   w ater m ar k   i m a g is   e m b ed d ed   to   s in g u l ar   esti m ate  o f   t h at  s u b - b an d ,   a th en d   th i m a g e   is   r ec o n s tr u cted .   T h p r o p o s e d   m eth o d   i m p r o v es  t h o p er atio n   o f   t h w ater m ar k i n g   al g o r ith m   estab li s h ed   o n   th j o in t   L W T   an d   SVD  a n d   s h o w s   th at   t h i m p er ce p tib ilit y   is   p r o v id ed   a s   w el as   g r ea ter   r o b u s tn e s s   ag a in s t   co m m o n   s i g n al  p r o ce s s i n g .   I n   2 0 1 1   Kh aled   L o u k h ao u k h et.   al.   [ 2 5 ] ,   p r esen ted   r o b u s w ater m ar k in g   alg o r ith m   estab li s h ed   o n   L W T   an d   SVD  u s in g   MS Fs   o p tim ized   b y   m u lt i - o b j ec tiv an co lo n y   o p ti m izat io n   ( MO AC O) .   T h s in g u lar   es ti m ates  o f   th b in ar y   w ater m a r k   ar e m b ed d ed   in   d etail   s u b - b a n d   o f   h o s t   p ictu r e.   Fo r   g ain in g   th e   to p   p r o b ab le  r o b u s tn es s   m i n u s   d r o p p in g   w ater m ar k   tr an s p ar e n c y ,   MSF   is   u tili ze d   a s   an   alter n ati v f o r   SS F.  E s tab lis h in g   t h o p ti m al  e s ti m ates   o f   t h M SF   i s   d o n e   b y   u s i n g   MO AC O.   T h i s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  21 ,   No .   2 Feb r u ar y   2 0 2 1   :   1 2 18   -   12 2 9   1220   w ater m ar k i n g   s ch e m e   s u r p ass es  S SF   w a ter m ar k in g   p r o ce d u r es  in   r elatio n   to   i m p er ce p tib ilit y   a n d   r o b u s t n e s s .   A l s o ,   th p r o b le m   o f   in co r r ec ce r tain   d etec tio n s   w h ic h   i n f lu e n ce s   m o s SVD - w ater m ar k in g   al g o r ith m s   is   s ettled   b y   o n e - w a y   h a s h   f u n ct io n s   a n d   w ater m ar k   e n cr y p tio n .   I n   2 0 1 2   Su s h m a   G.   Kej g ir   an d   Ma n e s h   Ko k ar e   [ 9 ] ,   p r o p o s ed   w ater m ar k in g   p r o ce d u r b ased   o n   L W T   an d   SVD.   I n   t h is   m et h o d ,   th o r ig in al   i m ag i s   tr an s f o r m ed   u s i n g   L W T   in to   s u b - b an d s .   I n te n s ities   o f   s u b - b an d s   ar co m p ar ed   to   th co m p u ted   " Q - v alu e" ,   th s u b - b an d   p o s s es s i n g   en er g y   h i g h er   i n   co m p ar is o n   to   t h ca lc u lated   " Q - v alu e"   is   c h o s en   f o r   w ater m ar k   e m b ed d in g .   SVD   m a tr ix   is   o b tain ed   f o r   th i s   s u b - b an d   a n d   u ti lized   to   e m b ed   t h g r a y   le v el  d ig ital  s i g n at u r a s   a   w a ter m ar k .   T h r esu l ts   o f   t h is   tec h n iq u s h o w   ad v an ta g es   o v er   tech n iq u es  t h at  u s e   DW T   in s tead   o f   L W T .   I n   2 0 1 2   Yo n g ch a n g   C h e n   a n d   et.   al. [ 2 1 ] ,   p r o p o s ed   w ate r m ar k i n g   s c h e m estab li s h ed   o n   SVD  a n d   DW T   w it h   a n   ar tific ial  b ee   co lo n y   alg o r ith m   ( A B C ) .   I n   th is   s ch e m t h s i m ilar it y   m ea s u r o f   U - m atr i x   f o r   o w n er s h ip   is   ch ec k ed   to   s o lv t h p r o b lem   o f   f alse  p o s itio n   d etec tio n .   T o   o b tain   th g r ea test   f ea s ib le  r o b u s tn es s   w it h o u t d r o p p in g   t h tr an s p ar e n c y ,   a n   ad ap tiv s ca lin g   f ac to r   is   o b tain ed   b y   t h A B C   al g o r ith m .     2 . 1 .     Wa v elet s   a nd   lift ing   s che m e   W av elet  tr an s f o r m   ( W T )   is   o n o f   th m o s p o p u lar   f r eq u e n c y   d o m ai n   ex a m p les  [ 2 2 , 2 3 ] .   W av elet  tr an s f o n n   h a s   b ee n   w id el y   s tu d ied   in   m an y   asp ec t s   o f   i m ag p r o ce s s i n g   [ 2 4 ] .   W av elets  ar f le x ib le  in s tr u m en t   f o r   p o r tr a y in g   co m m o n   f u n c tio n s   o r   d ata  s ets.  T h e y   ca n   b th o u g h o f   as   d ata  e s tab lis h in g   b lo c k s .   T h ey   h a v a n   es s en t ial  tr ait  o f   en ab li n g   ef f ec t iv r ep r ese n tatio n s   t h at  ca n   b ca lc u late d   w it h   s p ee d .   T h at  m ea n s   t h e y   h a v t h ca p ab ilit y   to   q u ic k l y   s eiz u r th d ata  s et  ex tr ac ts   u s in g   m i n i m al  co ef f icie n ts .   T h is   is   as  a   r esu lt  o f   t h co r r elatio n   a v aila b le  in   m a n y   d ata  s et s   b o th   i n   ti m a n d   f r eq u en c y   [ 2 5 ] .   T h lif ti n g   m et h o d   is   a   p o p u lar   p r o ce d u r u s ed   in   b io r th o g o n al  w a v elet s .   I is   s i m p le  b u q u ite  p o w er f u to o f o r   th co n s tr u ctio n   o f   s ec o n d - g e n er atio n   a n d   a llo w s   f o r   t h e f f icien i m p le m e n tat io n   o f   in teg er   w a v elet   tr an s f o r m s   [ 2 5 ] .   I is   n o t   o n l y   r estric ted   to   o n e - d i m en s i o n al  s i g n a ls it  ca n   al s o   b u s ed   f o r   t w o - d i m e n s io n al  s i g n al s   [ 2 8 ] .   T h lif ti n g   p r o ce d u r is   m et h o d   f o r   n o t   o n l y   s ch e m i n g   w a v elet s   b u also   d o in g   w a v elet   tr an s f o r m .   T h f o r w ar d   li f ti n g   tech n iq u s p lits   t h p r o v id ed   d ata  s et  b ei n g   h a n d led   i n to   ev en   h al f   a n d   o d d   h al f   [ 9 ] .   I is   i m p o r ta n to   lin k   th e   p h ases   an d   d e v ice  th e   w a v elet   f i lter s   d u r in g   w av ele m o d if i ca tio n ,   r ef er r ed   to   a s   ―seco n d - g en er atio n   w a v ele t   tr an s f o r m ‖.     T h d is cr ete  w av ele tr an s f o r m   u s e s   m a n y   f i lter s   d i s tin c tl y   to   th e   s a m e   s ig n al.   On   th e   c o n tr ar y ,   t h e   s ig n al  is   s p lit  lik zip p er   an d   f u r th er   s e v er al  co n v o lu tio n - ac cu m u late  p r o ce s s e s   ar u tili ze d   f o r   th lif ti n g   s ch e m [ 2 9 ] .   T h lif tin g   s ch e m is   an   e f f icie n i m p le m en ta tio n   o f   w a v elet  tr an s f o r m   a l g o r ith m .   T h in i tial   d ev el o p m en t   o f   th i s   tec h n iq u e   w a s   f o r   en h a n ce m e n t   o f   t h w a v elet  tr an s f o r m   b u t   later   e x p an s io n   w as  m ad e   to   g e n er ic  tec h n iq u to   es ta b lis h   t h s o - ca l led   s ec o n d - g e n er atio n   w a v elet s   ( t h at  ar wav elets   th a d o   n o t   au to m at icall y   u tili ze   s i m i lar   f u n ctio n   p r o to ty p at  v ar io u s   lev els).   T h er ar e   g r ea ter   f lex ib ilit y   a n d   m u ch   p o w er   to   t h s ec o n d - g e n er atio n   w a v elet s   i n   co m p ar i s o n   to   th f ir s t - g e n er atio n   w av ele ts .   T h liftin g   s c h e m e   i s   an   ap p licatio n   o f   th f ilter i n g   p r o ce d u r es  at  ev er y   p h ase  [ 3 0 ] .   T h m o s n o ticea b le  ad v an ta g e s   o f   liftin g   s ch e m es  ar s i m p le  s tr u ct u r e,   r ed u ctio n   o f   d is to r tio n   a n d   a lias i n g   e f f ec ts ,   f a s a n d   in - p la ce   co m p u tatio n   o f   w a v elet  tr an s f o r m ,   th at  is   t h er is   n o   n ee d   f o r   ad d itio n al  au x iliar y   m e m o r y   [ 2 5 ] T h er ef o r e,   it  is   w id el y   u tili ze d   i n   s i g n al  p r o ce s s in g .   A   cla s s ic  li f t in g   p h a s en tai ls   th r ee   p r o ce d u r es,  n a m el y   s p lit,  p r ed ict,   an d   an   u p d ate  o p er atio n .   Fo r w ar d   li f ti n g   a n d   in v er s li f ti n g   s ta g es   ar ex h ib ited   i n   Fi g u r 1   an d   Fi g u r 2 ,   s ep ar atel y .           Fig u r 2 .   L i f ti n g   s c h e m f o r w ar d   w a v elet  tr a n s f o r m       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       R o b u s t wa terma r kin g   s ch eme   b a s ed   LW T a n d   S V u s in g   a r t ificia l b ee   co lo n y…   ( A d n a n   M o h s in   A b d u la z ee z )   1221   I n   li f ti n g   w a v elet   tr an s f o r m   s h o w n   in   Fi g u r 3 ,   t h s i g n al  o r   i m a g is   s p lit  i n to   t w o   s ep ar at s ets  t h e   f ir s is   ca lled   ev e n   s a m p les  an d   th s ec o n d   is   ca lled   o d d   s am p le  estab lis h i n g   t w o   v er tica l   h alv e s   ( L - b an d   H - b an d   s ep ar atel y )   [ 2 9 ] .   T h en   t h p r ed icate   s tep   is   ap p lied   to   g et   d etail  co e f f ic ien t s   a n d   t h ese  co ef f icie n t s   ar e   u s ed   i n   t h u p d ate  s tep   to   g et  ap p r o x im a te  co ef f icie n t s .   T h p r o ce s s   o f   d ec o m p o s itio n   i n to   f o u r   b a n d s   o f   d ata,   w h ic h   ar ap p r o x im atio n   co ef f icie n ts   m atr i x   ( L L )   an d   d etail  co ef f icie n t s   m atr ice s   HL ,   L H,   HH  Fig u r 4 ( a) .   T h d ec o m p o s itio n s   ar r ep licated   o n   th e s ti m atio n   co ef f icien ts   u p   to   lev e Fi g u r e s   4 ( b )   an d   4 ( c) .   Su itab ili t y   o f   th w a v elet  tr a n s f o r m   i s   n o p o s s ib le  f o r   p ictu r es  co n tai n in g   v a s d i f f er e n ce s   b ec au s o f   lac k   o f   d etail  d ec o m p o s itio n   th h i g h   lev els  w i th   f u r th er   d escr ip tio n   b y   t h s m all - s ca le  w av e let  co ef f icien ts .           Fig u r 3 .   I n v er s li f ti n g   s ch e m w av e let  tr an s f o r m           Fig u r 4 .   An   i m a g d ec o m p o s itio n   o v er   th r ee   le v el       Gen er all y ,   t h co n ce n tr atio n   o f   m u ch   o f   t h p ictu r en er g y   is   at  th lo w - f r eq u en c y   s u b - b an d s   L L   d eg r ad in g   t h p ictu r r e m ar k ab ly .   E n h a n ce m en o f   r o b u s t n es s   is   p o s s ib le  v ia  h id i n g   in   th lo w - f r eq u en c y   s u b - b an d s   [ 1 5 ] .   Sev er al  w av e let - d o m ai n   w ater m ar k i n g   p r o ce d u r es  en tail  e m b ed d in g   o f   th w ater m ar k   in to   th m id d le - f r eq u en c y   s u b - b a n d s   co ef f icie n t s   f o r   t w o   r atio n alities f ir s t,  lo w - f r eq u en c y   c o m p o n en t s   p o s s es s   g r ea ter   ef f ec ts   o n   t h i m ag e   q u alit y   in   co m p ar is o n   to   t h m i d d le  an d   h ig h - f r eq u en c y   el e m en ts t w o ,   h i g h - f r eq u en c y   ele m e n ts   ar ea s il y   eli m i n ated   af ter   lo w   p ass   f ilter in g   [ 3 1 ] .       3.   SI N G U L AR  VA L U E   DE CO M P O SI T I O N   A   s in g le  v al u o f   i m ag d ec o m p o s i tio n   i s   co n s id er ed   as  g en er al  li n ea r   alg eb r a,   w h e r g iv e n   m atr i x   m ea n s   th i m a g e,   i n   t h i s   ca s e,   is   d ia g o n alize d   s u c h   t h at  its   s in g le  e n er g y   is   lo ca lize d   in   f e w   o f   s in g le  v alu e s   m o s tl y .   B ei n g   a m o n g   t h m o s p o w er f u a n al y s i s   tec h n iq u es  o f   lin ea r   al g eb r a,   SVD  co n tain s   s tab ilit y   an d   ef f ec t iv e n es s   f o r   s p litt i n g   th s tr u ct u r in to   co llectio n   o f   lin ea r l y   i n d ep en d en co n s tit u en t s ,   ev er y   o n o f   th e m   co n ta in i n g   i n d iv id u al  e n er g y   p r ese n tatio n   [ 3 2 ] ,   it  p ac k s   m a x i m u m   s i g n al  e n er g y   i n to ,   as   p o s s ib le,   m i n i m al  co ef f icie n ts .   SV h as  b ee n   s u b s ta n tiated   to   b an   ef f icie n in s tr u m e n f o r   s ig n a p r o ce s s in g   tech n iq u es  li k i m a g co d in g ,   s ig n al  en h a n ce m e n t,  an d   i m a g f ilter in g .   I n   w ater m ar k in g ,   S VD  is   w id el y   u s ed   b ec au s o f   t h ad v a n ta g i t   s tates  to   h id t h w ater m ar k   e f f ec tiv e l y   w h e n   c h a n g e s   o cc u r   in   lar g s in g u lar   v alu e s   [ 3 3 ] .   E v er y   ac tu a m atr ix   ca n   b d ec o m p o s ed   b y   S VD  in to   p r o d u ct  o f   3   m atr ic es  [ 2 1 ]   as  s h o w n   i n   Fig u r 5 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  21 ,   No .   2 Feb r u ar y   2 0 2 1   :   1 2 18   -   12 2 9   1222       Fig u r 5 .   I llu s tr atio n   o f   Dec o m p o s in g   to   USVT       W h er Ma tr ix   is   a n   p   ×  p   o r th o g o n al  m atr i x     [   u   1 ,   u   2 , . . . u   r   ,   u r +1   , . . . ,   u p   ]       C o lu m n   v ec to r s   u i   ,   f o r   i =   1 ,   2 ,   …,   p ,   f o r m   an   o r th o n o r m al  s et:             {                                 ( 1 )     W h er Ma tr ix   is   a n   q ×q   o r t h o g o n al  m atr i x     [   v 1 ,   v 2 , . . . v r   ,   v r +1   , . . . ,   v q   ]       C o lu m n   v ec to r s   v i   ,   f o r   i =   1 ,   2 ,   …,   q ,   f o r m   an   o r th o n o r m al  s et:               {                           ( 2 )     is   an   p   ×  q   d iag o n al  m atr ix   w it h   s in g u lar   v al u es  ( SV)   o n   t h d iag o n al.   T h m atr i x   ca n   b s h o w n   as in   f o llo w :                   (                       )                                                          ( 3 )     T h e   d iag o n al  i te m s   o f   S   ar te r m ed   as  th e   s i n g u lar   v al u es   o f   M,   th e   co lu m n   v ec to r s   o f   a r ter m ed   as  t h le f s i n g u lar   v ec to r s   o f   M,   an d   V   is   r ef er r ed   to   as   t h r ig h t   s i n g u lar   v ec to r s   o f   M.   E v er y   s i n g u lar   v al u e   d etails  t h l u m i n an ce   ( b r ig h t n ess )   o f   p ict u r e   la y er   w it h   t h eq u iv a len t   s et   o f   s i n g u lar   v e cto r s   in d icati n g   t h e   g eo m etr y   o f   t h p ictu r la y er   [ 2 1 ] .   Du r in g   i m ag tr an s f o r m atio n   u s i n g   SVD,   co m p r ess io n   d o es  n o tak p lace ,   r ath er   th d eta ils   o cc u p y   f o r m   w h er t h i n itia s in g u lar   v al u h as   h i g h er   q u a n tit y   o f   t h i m a g d etail s .   T h is   e n tail s   u tili za t io n   o f   m i n i m al  s in g u lar   v al u e s   to   s h o w   t h i m a g w it h   le s s   co n tr ast  i n   co m p ar is o n   to   t h ac t u al  [ 2 4 ] .   Ma n y   SV ch ar ac ter is tic s   ar v er y   s i g n if i ca n f o r   p ictu r e s   li k e;   its   g r ea t est  e n er g y   p ac k in g ,   r eso l v i n g   o f   t h lea s t - s q u ar es   is s u e,   ca lcu lat in g   p s e u d o -   in v e r s o f   m atr i x   an d   m u lt iv ar iat an al y s is   [ 3 2 ] .   So m e   attr ac ted   atten t io n   p r o p er ties   th at  i n f l u en ce   w ater m ar k i n g   ar m en t io n ed   b elo w   a)   Fe w   s i n g u lar   v a lu e s   ( SVs )   ca n   co n s tit u te  lar g s ec t io n   o f   s i g n al  e n er g y   [ 2 3 ]   b)   T h SV' s   o f   an   i m ag p o s s es s es  g r ea s tab ilit y ,   t h at  is ,   w ith   litt le  ad d itio n   o f   p er tu r b atio n   to   a   p ictu r e,   th er is   n o   s ig n i f ica n alter ati o n   to   its   Si n g u lar   v al u e s   [ 3 4 ] .   I n   o th er   w o r d s ,   litt le  v ar iatio n s   o f   s in g u lar   v alu e s   h a v n o   n o tab le  in f l u en ce   o n   th q u alit y   o f   t h co v er   p ictu r e.   c)   T h lar g est  o f   th m o d if ied   S V's  ag a in s s i g n al  p r o ce s s i n g   attac k s   c h a n g e   v er y   litt le,   b ec au s o f   p er f ec n o is i m m u n it y   o f   t h SV 's [ 3 5 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       R o b u s t wa terma r kin g   s ch eme   b a s ed   LW T a n d   S V u s in g   a r t ificia l b ee   co lo n y…   ( A d n a n   M o h s in   A b d u la z ee z )   1223   3 . 1 .     Art if ici a l bee   co lo ny   ( A B C)   B y   Der v i s   Kar ab o g a   i n   2 0 0 5   th A B C   al g o r ith m   is   a m o n g   t h m a n y   cu r r e n e x p lain ed ,   p r o m p ted   b y   th cle v er   ch ar ac ter   o f   h o n e y   b ee s   [ 3 6 ] .   I is   ea s y   li k b o t h   alg o r it h m s   P ar ticle   S w ar m   Op ti m izatio n   ( P SO)   an d   Dif f er en tia E v o lu tio n   ( DE )   an d   u tili ze s   u s u al  co n tr o v ar iab les  lik t h s ize  o f   co lo n y   an d   m a x i m u m   n u m b er   o f   c y cle s .   A B C   as  an   o p tim iza tio n   i n s tr u m e n s u p p lies   p o p u latio n - b ased   s ea r ch   tech n iq u w h er e   in d iv id u als  ter m ed   as  lo ca tio n s   ar alter ed   b y   th ar ti f icial  b ee s   w it h   ti m an d   th b ee s   p r o j ec in   d is co v er in g   th f o o d   s o u r ce   ar ea s   w it h   m o r n ec tar   am o u n a n d   last l y   t h o n w ith   t h g r ea te s n ec ta r   [ 3 7 - 4 5 ]   Kar ab o g [ 3 6 ]   s u g g e s ted   th A B C   al g o r ith m   p r o m p ted   b y   t h is   f o r ag in g   c h ar ac ter   o f   h o n e y b ee s .   T h is   alg o r it h m   co n s id er s   a n   ar ea   t h at  p r o v id e s   f o o d   co n s id er ed   as  ca n d id ate  o u tco m e   f o r   t h p r o b le m   o f   o p ti m izat io n   a n d   th o u tco m o f   t h f it n es s   is   co n s tit u ted   b y   t h q u a n tit y   o f   n ec tar   in   t h f o o d   o r ig in .   C o m p ar ab le  to   t h r ea l   b ee   co lo n y   is   th e   ar tific ial  b ee s   co m p r is i n g   o f   e m p lo y ed   b ee s ,   On lo o k er s   an d   s co u t s .   I n   AB C ,   e m p lo y ed   b ee s   co v er   h al f   o f   t h e   p o p u latio n   w h ile   th e   o th er   h al f   ar e   o n lo o k er s .   T h a s s u m p tio n   i s   t h at   t h q u a n ti t y   o f   f o o d   o r ig in   i s   eq u al  to   th n u m b er   o f   e m p lo y ed   b ee s .   A f ter   ab a n d o n i n g   f o o d   o r ig in ,   t h e m p lo y ed   b ee   o f   t h at   f o o d   o r ig in   b ec o m es a   s co u t a n d   p er f o r m s   r an d o m   s ea r ch .     As  it's   d escr ib ed   in   [ 4 5 ] ,   T h alg o r ith m   g en er all y   o u tp er f o r m ed   o th er   tech n iq u e s   ( SIM P SA ,   NE   SIM P SA ,   G A ,   A NT S)  th at  w er co m p ar ed   w it h   it  i n   r elatio n   to   h o w   f as o p ti m izatio n   an d   ac cu r ac y   t h e   r esu lt s   ca n   b es tab lis h ed .   T h A B C   a lg o r it h m   is   s o   ea s y   i n   co m p ar is o n   w it h   o th er   p r ev ailin g   s w ar m - b a s ed   alg o r ith m s .   He n ce ,   W . Z o u   a n d   et.   al.   [ 2 6 ]   d ev elo p ed   A B C   to   h an d le  m u lt i - o b j ec tiv o p tim izatio n   is s u e s .   I n   th is   al g o r ith m ,   all   s o l u tio n s   ar f o o d   s o u r ce   ar ea s   li k all   b ee s   ar co n s id er ed   as  o n lo o k er   b ee s ,   w it h   n o   e m p lo y ed   b ee s   an d   s co u t s .     I n   MO A B C   a n   e x ter n al   ar ch i v i s   u tili ze d   to   s to r p ast  v ec to r s   f o u n d   alo n g   t h s ea r c h   p r o ce d u r e.   I n   ev er y   g e n er atio n ,   ea c h   o b s er v er   r an d o m l y   s elec ts   a   f o o d   o r ig in   f r o m   a n   o u ter   lo g ,   p r o ce ed s   to   t h f o o d   o r ig in   p lace ,   an d   s elec ts   cu r r en f o o d   o r ig in .   I n   th in it ializati o n   p h ase  af ter   p r o d u cin g   f o o d   s o u r ce   p o s itio n s   r an d o m l y ,   th e   f it n ess   o f   th e s e   p o s itio n s   is   ev al u ated   a n d   ar s to r ed   in   ex ter n al  ar c h i v E A .   I n   t h o n lo o k er   b ee s '   p h a s e,   d etailed   lear n in g   p r o ce d u r is   u til ized   f o r   th p r o d u ctio n   o f   n e w   s o l u tio n   v i.  E v er y   b ee   x i   h ap h az ar d l y   s elec t s   m   d i m e n s io n s   a n d   d is co v er s   f r o m   an   i n f u s io n   t h at  i s   h ap h az ar d l y   c h o s en   f r o m   E A .   T h e   p r o d u ctio n   o f   th cu r r e n t in f u s io n   is   b y   u tili zi n g   th s u cc ee d i n g   e x p r ess io n :                            (   ) (                        )   ( 4 )     w h er k   ϵ   ( 1 , 2 , . . . . p )   is   in d ex   s elec tio n   r a n d o m l y ,   p   r ep r esen ts   th e   s o lu tio n s   n u m b er   in   t h E A .         in d icate s   r an d o m   p er m u ta tio n   o f   f ir s i n teg er   n u m b er s   1 n ,   an d   f ( m )   r ep r esen ts   w h ic h   d i m e n s io n   o f       ' s   s h o u ld   lear n   f r o m        .   A s   d is s e n to   Φ ij   in   o r i g in a A B C   tec h n iq u e,          g en er at r an d o m   n u m b er s   w h er a ll  n u m b er s   ar b et w ee n   [ 0 , 2 ] .   T h is   m o d if icati o n   m a k es t h p o ten tial sear c h   s p ac ar o u n d   E Ak .     Af ter   g e n er ati n g   n e w   s o l u ti o n ,   th f it n ess   i s   ca lc u lated   t h en   t h m ec h a n i s m   o f   g r ee d y   ch o s en   i s   ap p lied   to   d eter m in w h ic h   s o lu tio n   s h o u ld   en ter   E A .   A f ter   ea ch   g en er at io n ,   w h er th all o ca ted   s ize  o f   E A   h as  b ee n   e x ce ed ed   b y   t h n u m b er   o f   s o lu tio n s ,   co n g est in g   d is tan ce   is   u tili ze d   to   o m it  t h e   cr o w d ed   m e m b er s .   So r tin g   p o p u latio n   in   th e   ex t er n al  ar ch i v f r o m   t h f u n cti o n   v al u o f   ea c h   o b j ec tiv i n   ascen d i n g   o r d er   is   n ee d ed   to   co m p u te  t h cr o w d i n g   d is tan ce .   Af ter   th at,   t h f u n ctio n   o f   ea c h   o b j ec tiv e,   s o lu tio n s   o f   th e   b o u n d ar y   w it h   f u n ct io n   v al u e s   ( s m allest   an d   lar g est)  ar e m p lo y ed   as  in f i n ite  v al u es  o f   d is tan ce .   Ho w e v er ,   all  o th er   s o lu tio n s   ( in ter m ed i ate)   ar e m p lo y e d   a s   v al u o f   d is ta n ce   eq u al  to   th e   a b s o lu te  n o r m alize d   v ar io u s   i n   t h f u n ctio n   v al u e s   o f   t w o   n e ig h b o r in g   s o lu tio n s .   T h p r o ce s s   o f   t h is   co m p u tatio n   is   p er s is ten t   w it h   f u n c tio n s   f r o m   o th er   o b j ec tiv es.  Ov er all,   t h v al u o f   cr o w d in g   d is ta n ce   i s   co m p u te d   a s   s u m m a tio n   o f   in d iv id u al  d is ta n ce   v al u es  co r r esp o n d in g   to   th v al u es  o f   e ac h   o b j ec tiv e.   T h f u n ctio n   o f   ea ch   o b j ec tiv is   n o r m alize d   b ef o r co m p u ti n g   th cr o w d i n g   d i s tan ce   [ 3 1 ,   46 ].       4.   P RO P O SE SCH E M E   In   g e n er al,   r ec o n s tr u ctio n   o f   i m ag e s   b y   li f ti n g   w a v elet  t r an s f o r m   is   g o o d   co m p ar ed   w it h   o th er   g en er al  w a v elet  tr a n s f o r m s ,   b ec au s it  co n f ir m s   s m o o t h n e s s   ad   r ed u ce   aliasin g   ef f ec ts .   U s in g   L W T   in cr ea s es   th r o b u s t n es s   o f   e m b ed d ed   w ater m ar k   i n   co v er   i m ag e,   r ed u ce s   lo s s   o f   in f o r m at io n   a n d   h elp s   to   r ec o v er   w ater m ar k .   A b o u S VD,   it s   s tab ilit y   an d   e f f ec ti v e n ess   en ab le  s p litt i n g   th e   s y s te m   in to   p air   o f   li n ea r l y   in d ep en d en e le m e n t s .   So ,   w at er m ar k i n g   s c h e m e   b ased   o n   S VD  is   ad v an ta g eo u s   s i n ce   s li g h m o d i f icatio n s   i n   th s i n g u lar   v al u es  lac k s   s i g n i f ica n ef f ec o n   th q u alit y   o f   i m ag e.   T h er ef o r e,   th p r o p o s ed   s ch e m co m b in e s   th p r o p er ties   o f   b o th   L W T   an d   SVD.     T h is   s c h e m e   u s es   L W T   to   d ec o m p o s e   th e   o b j ec i m a g i n to   f o u r   s u b - b an d s   ( L L ,   L H,   H L ,   HH) .   Gen er all y ,   m o s o f   t h e n er g y   o f   i m a g i s   f o c u s ed   o n   t h lo w er   f r eq u en c y   s u b - b an d   L L ,   an d   t h h i g h - f r eq u en c y   s u b - b a n d   HH  in co r p o r ates  th ed g es  an d   tex t u r es  o f   th i m a g w h er ea s il y   c an   b r em o v ed   b y   lo w   p a s s   f il ter .   Ho w ev er ,   t h m id d le - f r eq u e n c y   s u b - b an d   L H   a n d   H L   ar m o s t   s u ita b le  f o r   e m b ed d in g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  21 ,   No .   2 Feb r u ar y   2 0 2 1   :   1 2 18   -   12 2 9   1224   w ater m ar k   i n to .   So   af ter   d ec o m p o s i n g   th co v er   i m a g ( I )   in to   3 - le v el  L W T ,   o n o f   th m id d le  f r eq u e n c y   s u b - b an d s   ( L H)   is   s elec ted   to   e m b ed   th w a ter m ar k   in to   it  b y   ad d in g   it s   s in g u lar   v al u w it h   s i n g u lar   v al u o f   th w ater m ar k   m u lti p lied   b y   MSFs ,   as  s h o w n   i n   f lo w c h ar t   1 .   Fu r th er m o r e,   d eter m i n i n g   th MSF s   v al u es  is   co m p le x   p r o b le m   w h ic h   ca n   b s h o w n   as  o p ti m izatio n   p r o b lem   w h ic h   is   s o lv ed   u s i n g   MO A B C O.   T o   in cr ea s t h s ec u r i t y   o f   t h p r o p o s ed   s y s te m ,   b ef o r t h h id in g   p r o ce s s ,   t h o r i g i n al  w ate r m ar k   i s   e n cr y p ted   b y   u s i n g   th c h ao tic  m ap ,   as s h o w n   i n   Fi g u r 6 .   T h e   w ater m ar k   ex tr ac tio n   p r o ce d u r is   a n   i n v er s o f   t h e m b ed d in g   tec h n iq u e.   B ec au s th e   p r o p o s ed   w ater m ar k   s c h e m i s   n o t - b lin d   e x tr ac tio n   s tr ateg y ,   th e   e x tr ac tio n   p r o ce s s   n ee d s   in f o r m a tio n   o n   th o r ig i n al  i m a g e.   I n   ad d itio n ,   th ex tr ac ted   w ater m ar k   is   ch ao ticall y   en cr y p ted ,   s o   it  m u s b d ec r y p ted   ch ao ticall y   to   g et  t h w ater m a r k   i m a g e.   as s h o w n   i n   Fi g u r 7 .           Fig u r 6 .   Flo w c h ar t o f   e m b ed d in g   p r o ce s s       T h p r o p o s ed   s ch e m u s es   MSF  i n s tead   o f   S SF   to   i m p r o v v i s u al   q u alit y   a n d   to   e n h a n ce   t h e   r o b u s tn es s   o f   th w ater m ar k in g   s ch e m e.   T h d eter m in at io n   o f   th o p ti m al  v alu e s   f o r   MS Fs   o f   w ater m ar k i n g   ca n   b v ie w ed   as a n   o p ti m izat io n   p r o b lem ,   t h er ef o r MO A B C   o p ti m izatio n   alg o r it h m   is   u s ed .     I n   MO A B C   t h er ar o n l y   o n l o o k er   b ee s ,   th alg o r ith m   s tep s   ar illu s tr ated   as f o llo w .   a)   Step   1 : I n itialize  th f o o d   s o u r ce   p o s itio n s   x i r a n d o m l y   w h er x i   = { x i1   ,   x i2   , .... , x iD   an d   i=1 , 2 , . . . . NS.   W h er NS is t h n u m b er   o f   s o l u tio n s .   b)   Step   2 : E v alu ate  t h f itn e s s   o f   in itial ized   s o lu tio n s .   c)   Step   3 : Sto r th in f u s io n s   in   t h o u ts id ar ch iv E A .   d)   Step   4 : Fo r   ev er y   o n lo o k er   b ee   x i.     Hap h az ar d l y   ch o o s s o lu tio n   k   f r o m   E A ,   w h er k     i.      C r ea te  n e w   in f u s io n   v i   b y   u s in g   ex p r es s io n   ( 4 )       C alcu la te  th f it n es s   o f   t h n e w   s o l u tio n .     E m p lo y   g r ee d y   s e lectio n     E n d   f o r     e)   Step   5 : E v alu ate  t h f itn e s s   o f   E A   f)   Step   6 I f   t h s u m   o f   i n f u s i o n s   i n   E A   s u r p ass   N S,  e m p l o y   cr o w d i n g   d is ta n ce   to   d is m is s   cr o w d ed   p o p u lace   d ep en d in g   o n   f it n ess .     g)   Step   7 : Fi n d   th b est b ee   in   E A ,   t h o n h a v i n g   s m allest  f it n ess .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       R o b u s t wa terma r kin g   s ch eme   b a s ed   LW T a n d   S V u s in g   a r t ificia l b ee   co lo n y…   ( A d n a n   M o h s in   A b d u la z ee z )   1225       Fig u r 7 .   Flo w c h ar t o f   ex tr ac ti n g   p r o ce s s       T o   m ak t h p r o p o s ed   s ch e m ac h ie v th h i g h est  tr a n s p ar en c y   a n d   r o b u s t n es s   u n d er   v a r io u s   t y p e s   o f   attac k s ,   t h ev al u atio n   o f   f i tn es s   f u n ct io n   s h o u ld   b p r o g r ess ed   in   s u ch   w a y   to   p r esen t   MSFs   w h ic h   h a v m o r r e s is ta n ce   a g ain s attac k s .   I f   t h o r ig i n al  co v er   i m a g h as  b ee n   in tr o d u ce d   as  I ,   th w ater m ar k ed   i m a g e   as  I w   a n d   th w ater m ar k   a s   W ,   th en   t h ev al u atio n   o f   t h e   f it n ess   f u n c tio n   o f   M SF s   ( α )   ca n   b il lu s tr ated   in   th f o llo w i n g   in s tr u c tio n :   1)   P r o d u ce   th w a ter m ar k ed   i m ag I w   b y   e m b ed d in g   t h w a ter m ar k   W   to   th co v er   i m ag I ,   u s in g   t h e   e m b ed d in g   p r o ce s s .   2)   C alcu late  th n o r m alize d   co r r elatio n   b et w ee n   I   an d   I w ,   i.e .   NC   ( I ,   I w )     3)   E x tr ac w ater m ar k   W '   f r o m   t h w ater m ar k ed   i m ag u s i n g   th ex tr ac tio n   p r o ce s s .   4)   C alcu late  th n o r m alize d   co r r elatio n   b et w ee n   W   an d   W ' ,   i.e .   NC ( W ,   W ' )     5)   A p p ly   T   w a t e r m a r k   at t a ck s   u p o n   th e   w at e r m a r k e d   im ag e   I w   to   c r e a t e   T   a t t a ck e d   w at e r m a r k ed   im ag e   Î w .   6)   B y   u s in g   t h e x tr ac tio n   p r o ce d u r e,   s ep a r ate  th w ater m ar k s   Ŵ f r o m   t h attac k ed   w ater m ar k ed   i m a g es   Î w .   W h er i={ 1 , 2 , . . . . , T }.   7)   C alcu late  th n o r m alize d   co r r elatio n   b et w ee n   o r ig i n al  w ater m ar k   W   an d   th s et  o f   ex tr ac t ed   w ater m ar k s   f r o m   attac k ed   w a ter m ar k ed   im ag e s .     8)   C o n s tr u ct  v ec to r   o f   f it n es s   v alu es,  d ef i n ed   as:           9)   E v alu a te  th v ec to r   o f   f it n ess   v alu e s   ac co r d in g   to   th e x p o n en tiall y   w ei g h ted   m et h o d   f o r   m u lti - o b j ec tiv o p tim izatio n :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  21 ,   No .   2 Feb r u ar y   2 0 2 1   :   1 2 18   -   12 2 9   1226               (                         )         (   (   )      )   ( 5 )     W h er w , p , F 0   ar p o s itiv co n s tan t s .   I n   ex p er i m en ts ,   t h b est r esu lt s   h a v b ee n   f o u n d   w h e n   w =2 ,   p   =3 ,   F 0 5 .       5.   E XP E R I M E NT A L   RE SUL T S   T h is   s ec tio n   p r esen ts   a n d   e x p lo r es  th o u tco m e s   o f   t h p r o p o s ed   s ch e m e,   w h ic h   ar a   s u c ce s s io n   o f   ex p er i m e n ts   th a w er ap p lie d   to   ev al u at t h o p er atio n   o f   MO A B C   f o r   f in d i n g   t h b e s m u ltip le  s ca lin g   f ac to r s .   I n   t h ex p er i m en tal  r esu lt s   s i x   g r a y s ca le  i m ag e s   with   s ize  5 1 2 x 5 1 2   w i th   t h r ee   f o r m at s   ( J P G,   B M P ,   T I FF )   ar u tili ze d   as  o r i g in a l   ( h o s t)   i m a g es  a n d   t h w ater m ar k   i m a g is   a   6 4 x 6 4   b in ar y   ( b lack   a n d   w h ite)   i m a g as s h o w n   i n   F ig u r 8   an d   Fig u r 9 ,   r esp ec tiv el y .   T o   illu s tr ate  t h ef f ec ti v e n es s   o f   t h e   p r o p o s ed   s ch e m e,   th P SNR   i s   u s ed   to   esti m ate  th i m p er ce p tib ilit y   b et w ee n   t h w ater m ar k ed   i m ag a n d   o r ig i n al  i m ag e,   w h ile   th NC   i s   u s ed   to   f in d   o u t h e   s i m ilar i t y   o f   t h o r ig i n al  w at er m ar k   an d   e x tr ac ted   w ater m ar k .   T h r o b u s tn e s s   o f   th p r o p o s ed   s ch e m is   p r o v ed   b y   ap p l y in g   v ar ied   t y p es  o f   i m ag p r o ce s s in g   attac k s   o n   w ater m ar k ed   i m a g es t h en   e x tr ac ti n g   t h w at er m ar k   f r o m   th e m .                     Fig u r 8 .   Sa m p les o f   u til ized   o r ig in al  i m a g es     Fig u r 9 .   B in ar y   i m a g e       I n   T ab le  1 ,   th p ea k   s ig n al   to   n o is r atio s   b et w ee n   th e   ac t u al  an d   t h w ater m ar k ed   i m a g es ,   P SNR   ( I ,   I W ) ,   an d   th n o r m alize d   co r r elatio n   b et w ee n   t h w a ter m ar k   an d   ex tr ac ted   w ater m ar k ,   NC ( W , Ŵ )   ar s h o w n .   Fo r   ex a m i n atio n   o f   th r o b u s tn e s s   o f   t h s u g g es ted   s ch e m e,   t h w ater m ar k ed   i m ag w a s   attac k ed   b y   1 2   d if f er e n t t y p e s   o f   at tack s   in co r p o r atio n   in to   MO A B C   b ased   w ater m ar k i n g   ( i.e .   T =1 0 ) .   T h ap p lied   attac k s   ar ad d in g   n o is ( s alt  &   p ep p er ,   s p ec k le,   P o is s o n   an d   g au s s ian ) ,   cr o p p in g ,   s h ar p en i n g ,   s ca lin g ,   h i s to g r a m   eq u aliza tio n ,   q u a n tiza tio n ,   a n d   Gau s s ian   f il ter in g .   I n   T ab le  2   th r esu lts   o f   t h test e s   f o r   all  s i x   i m ag e s   ar s h o w n   i n   d etail  a f ter   ap p l y i n g   attac k s .   Fo r   th co m p ar i s o n   r ea s o n ,   r es u lts   o f   t h al g o r ith m   i n   [ 1 5 ]   ar u s ed ,   w h ic h   i s   also   a   m u lt i - o b j ec tiv b ased   w a te r m ar k in g   a lg o r ith m   t h at   u s es  m u lti - o b j ec tiv an co lo n y   o p tim izatio n   to   f in d   t h b es v alu es   f o r   MS Fs .   T h s a m o r ig in a i m a g es  a n d   s a m e   w ater m ar k s   ar u s ed   w i th   th s a m s ize.   T ab le  3   s h o w s   t h co m p ar is o n   o u tco m e s   co n n ec tin g   th e m .       T ab le  1 .   R esu lts   o f   wa ter m ar k in g   i m a g es   I mag e s   P S N R   NC   L e n a   5 3 . 5 7 5 5   1 . 0 0 0 0   B a b o o n   5 2 . 7 2 6 0   1 . 0 0 0 0   C a me r a ma n   5 3 . 0 9 0 9   1 . 0 0 0 0   B o a t   5 3 . 2 5 3 1   1 . 0 0 0 0   P e p p e r s   5 1 . 3 4 4 4   1 . 0 0 0 0   M a n   4 8 . 4 3 8 2   1 . 0 0 0 0       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       R o b u s t wa terma r kin g   s ch eme   b a s ed   LW T a n d   S V u s in g   a r t ificia l b ee   co lo n y…   ( A d n a n   M o h s in   A b d u la z ee z )   1227   T ab le  2 .   R esu lts   o f   attac k ed   wate r m ar k ed   i m ag e s   an d   ex tr u c ted   w ater m ar k   A t t a c k s   L e n a   B a b o o n   C a me r a ma n   B o a t   P e p p e r s   M a n   P S N R   ( I , I W )   NC   ( W , W )   P S N R   ( I , I W )   NC   ( W , W )   P S N R   ( I , I W )   NC   ( W , W )   P S N R   ( I , I W )   NC   ( W , W )   P S N R   ( I , I W )   NC   ( W , W )   P S N R   ( I , I W )   NC   ( W , W )   S a l t   & p e p p e r   n o i se   3 1 . 7 8   0 . 9 8 3 2   2 5 . 0 2   0 . 9 5 0 1   2 5 . 0 5   0 . 7 8 3 1   2 5 . 4 1   0 . 9 1 8 8   2 4 . 0 4   0 . 7 9 3 6   2 4 . 9 5   0 . 9 2 0 2   S p e c k l e   n o i se   3 5 . 2 5   0 . 9 3 4 6   3 4 . 7 6   0 . 9 1 8 2   3 5 . 7 4   0 . 9 9 9 4   3 5 . 2 5   0 . 9 8 9 8   3 5 . 5 7   0 . 9 8 3 4   3 5 . 7 0   0 . 9 9 7 6   P o i sso n   n o i se   2 6 . 8 3   0 . 8 7 5 7   2 6 . 4 3   0 . 9 3 2 9   2 7 . 3 7   0 . 8 1 5 2   2 6 . 9 7   0 . 8 7 1 1   2 7 . 0 1   0 . 9 4 8 1   2 7 . 1 1   0 . 9 5 8 9   G a u ssi a n   n o i se   1 6 . 8 7   0 . 9 1 1 9   1 6 . 5 3   0 . 9 0 8 9   1 7 . 5 1   0 . 9 1 5 1   1 7 . 1 9   0 . 8 8 5 5   1 6 . 4 8   0 . 9 2 8 8   1 6 . 7 3   0 . 9 0 2 1   C r o p p i n g   2 9 . 4 7   0 . 9 8 0 4   3 1 . 0 2   0 . 9 9 3 8   2 7 . 2 0   0 . 9 8 8 9   2 8 . 1 2   0 . 9 8 0 2   3 0 . 7 7   0 . 9 8 8 4   3 2 . 8 7   0 . 9 9 9 2   S h a r p e n i n g   2 7 . 2 2   0 . 9 1 9 4   1 7 . 4 0   0 . 3 4 1 7   2 5 . 3 7   0 . 9 7 4 5   2 2 . 7 8   0 . 5 3 9 9   2 4 . 3 3   0 . 9 5 1 2   2 3 . 1 4   0 . 7 3 8 4   S c a l i n g   5 3 . 5 7   1 . 0 0 0 0   5 2 . 7 2   1 . 0 0 0 0   3 5 . 0 9   1 . 0 0 0 0   5 3 . 2 5   1 . 0 0 0 0   5 1 . 3 4   1 . 0 0 0 0   4 8 . 4 3   1 . 0 0 0 0   H i st o g r a m e q u a l i z a t i o n   1 6 . 2 4   0 . 9 3 1 4   1 4 . 8 1   0 . 9 5 3 9   1 7 . 4 1   0 . 8 6 8 2   1 5 . 0 3   0 . 8 9 8 6   1 5 . 8 0   0 . 9 0 2 7   1 5 . 5 0   0 . 9 5 4 3   Q u a n t i z a t i o n   4 5 . 2 6   0 . 9 7 4 8   4 4 . 8 8   0 . 9 9 9 4   4 5 . 3 6   0 . 9 4 9 1   4 5 . 7 1   1 . 0 0 0 0   4 4 . 3 5   0 . 9 9 7 7   4 3 . 7 4   1 . 0 0 0 0   G a u ssi a n   f i l t e r i n g   3 3 . 5 3   0 . 0 0 1 3   2 3 . 8 4   0 . 0 0 1 0   2 8 . 9 9   0 . 0 0 2 3   3 0 . 3 1   0 . 0 5 7 1   3 0 . 9 4   0 . 0 0 1 5   2 9 . 6 3   0 . 1 4 1 4       T ab le  3 .   C o m p ar is o n   to   t h r ef er en ce   [ 1 5 ]   I mag e s   P S N R   NC   P r o p o se d   S c h e me     A l g o r i t h m   F r o m [ 1 5 ]   P r o p o se d   S c h e me     A l g o r i t h m   F r o m [ 1 5 ]   L e n a   5 0 . 3 4 6 9   4 7 . 7 1 8   1 . 0 0 0 0   1 . 0 0 0 0   B a b o o n   5 2 . 7 5 7 5   5 2 . 3 7 9   1 . 0 0 0 0   1 . 0 0 0 0   C a me r a ma n     5 1 . 1 8 7 6   4 8 . 9 0 2   1 . 0 0 0 0   1 . 0 0 0 0   B o a t   5 5 . 7 9 5 1   5 4 . 8 1 0   1 . 0 0 0 0   1 . 0 0 0 0   P e p p e r s   4 6 . 1 8 7 7   4 8 . 0 9 7   1 . 0 0 0 0   1 . 0 0 0 0   M a n   5 0 . 6 2 5 5   5 0 . 1 8 1   1 . 0 0 0 0   1 . 0 0 0 0       6.   CO NCLU SI O N   I n   th i s   p ap er ,   w p r o p o s ed   an   alg o r it h m   f o r   w ater m ar k   e m b ed d in g   a n d   w ater m ar k   ex tr ac tio n   E m b ed d in g   e n cr y p ted   w a ter m ar k   to   h ig h   f r eq u en c y   s u b b an d s   allo w s   h i g h   p er f o r m a n ce   w a ter m ar k   e x tr ac tio n .   I n   th i s   p ap er   s em i - b li n d   w ater m ar k i n g   alg o r it h m   i s   p r esen ted   w h ic h   is   es tab lis h e d   o n   lif tin g   w a v elet   tr an s f o r m   an d   s i n g u lar   v alu d ec o m p o s itio n .   Mu ltip le  s ca li n g   f ac to r s   ar u s ed   in s tead   o f   s in g le  s ca li n g   f ac to r   to   g et   th e   h ig h e s p r o b ab le  tr an s p ar e n c y   an d   r o b u s t n es s   to g e th er .   T h M O A B C   al g o r ith m   is   u s ed   to   d eter m in e   p o ten tial   MSF s .   Hi g h   tr an s p ar en c y   is   o b tain ed   s i n ce   n o   d if f er en ce   ca n   b n o tic ed   af ter   e m b ed d in g   w ater m ar k   to   th o r i g in a i m ag e.   Go o d   r o b u s tn es s   a g ain s t   v ar io u s   t y p e s   o f   at tack s   is   n o ticed .   I n   ter m s   o f   p er f o r m a n ce   a n d   P SNR .   B y   in cr ea s in g   th le v el s   o f   d ec o m p o s itio n   f o r   th w ater m ar k ed   i m ag e,   t h r esi s tan ce   ag ain s t t h attac k s   an d   t h q u a lit y   o f   e x tr ac ted   w ater m ar k   ca n   b i m p r o v ed .       RE F RE NCE   [1 ]   S .   P riy a ,   B.   S a n th i ,   a n d   P .   S w a m i n a th a n ,   " Im a g e   w a ter m a rk in g   tec h n i q u e s - a   re v iew , "   Res e a rc h   J o u rn a o f   Ap p li e d   S c ien c e s,  En g in e e rin g   a n d   T e c h n o lo g y ,   v o l.   4 ,   n o .   1 4 ,   p p .   2 2 5 1 - 2 2 5 4 ,   2 0 1 2 .     [2 ]   Brif c a n i,   A .   M .   A . ,   &   A l - Ba m e r n y ,   J.  N " Im a g e   c o m p re s sio n   a n a l y sis  u sin g   m u lt istag e   v e c to q u a n ti z a ti o n   b a se d   o n   d isc re te  w a v e let  tran s f o r m " .   I n   2 0 1 0   I n ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   M e th o d a n d   M o d e ls  in   Co mp u ter   S c ien c e   (I CM 2 CS - 2 0 1 0 ) ,   p p .   4 6 - 5 3 ,   IEE E ,   2 0 1 0 .     [3 ]   P ra jw a las i m h a ,   S .   N.,   C h e th a n   S u p u t h ra ,   S . ,   &   M o h a n ,   C.   S .   " P e rf o rm a n c e   a n a l y sis o f   DC T   a n d   su c c e ss iv e   d iv isio n   b a se d   d ig it a im a g e   w a ter m a rk in g   sc h e m e " ,   In d o n e sia n   J o u rn a o El e c trica En g i n e e rin g   a n d   Co mp u ter   S c ien c e   ( IJ EE CS ) ,   v o l.   15 ,   n o .   2 p p .   7 5 0 - 757 ,   2 0 1 9   [4 ]   A b d u lq a d e r,   D.  M . ,   A b d u la z e e z ,   A .   M . ,   &   Zee b a re e ,   D.  Q.   " M a c h in e   L e a rn in g   S u p e rv ise d   A lg o rit h m o f   Ge n e   S e lec ti o n A   Re v ie w " ,   M a c h in e   L e a rn in g ,   v o l .   62 ,   n o .   3 ,   2 0 2 0 .     [5 ]   F .   Ha rtu n g   a n d   M .   Ku tt e r,   " M u l ti m e d ia  w a t e r m a r k in g   tec h n iq u e s , "   Pro c e e d in g o t h e   IEE E ,   v o l .   8 7 ,   n o .   7 ,   p p .   1 0 7 9 - 1 1 0 7 ,   1 9 9 9 .     [6 ]   I.   M .   N.  A d e e n ,   A .   M .   A b d u laz e e z ,   a n d   D.  Q.  Zee b a re e ,   " S y st e m a t ic  Re v ie o f   Un su p e rv ise d   G e n o m ic   Clu ste rin g   A l g o rit h m s T e c h n iq u e s   f o Hig h   Dim e n sio n a Da tas e ts:   A   Re v i e w " ,   M a c h in e   L e a r n in g ,   v o l .   62 ,   n o .   3 ,   2 0 2 0 .     [7 ]   S u laim a n ,   D.  M . ,   A b d u laz e e z ,   A.   M . ,   Ha ro n ,   H.,   &   S a d i q ,   S .   S .   " Un su p e rv ise d   L e a rn in g   A p p ro a c h - Ba se d   Ne Op ti m iza ti o n   K - M e a n Clu ste rin g   f o F in g e V e in   Im a g e   L o c a li z a ti o n " .   In   2 0 1 9   In ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   Ad v a n c e d   S c ien c e   a n d   En g in e e ri n g   ( ICOAS E) ,   p p .   8 2 - 87 .   I EE E ,   2 0 1 9   [8 ]   Zee b a re e ,   D.  Q.,   Ha ro n ,   H.,   A b d u laz e e z ,   A .   M . ,   &   Zeb a ri,   D.  A .   " T r a in a b le  M o d e Ba se d   o n   Ne Un if o rm   L BP   F e a tu re   to   I d e n ti f y   th e   Risk   o f   t h e   Bre a st  Ca n c er " .   In   2 0 1 9   I n te rn a ti o n a Co n fer e n c e   o n   Ad v a n c e d   S c ien c e   a n d   En g i n e e rin g   ( ICOAS E) ,   p p .   1 0 6 - 1 1 1 .   IEE E ,   2 0 1 9 .     [9 ]   P .   S i n g h   a n d   R .   Ch a d h a ,   " A   su r v e y   o f   d ig it a wa ter m a r k in g   tec h n iq u e s,  a p p li c a ti o n a n d   a tt a c k s,"   In ter n a ti o n a l   J o u rn a o E n g i n e e rin g   a n d   I n n o v a ti v e   T e c h n o lo g y   ( IJ EIT ) ,   v o l.   2 ,   n o .   9 ,   p p .   1 6 5 - 1 7 5 ,   2 0 1 3 .     [1 0 ]   Al - Yo u su f ,   F .   Q.  A . ,   &   Din ,   R.   " Re v ie o n   se c u re d   d a ta  c a p a b il it ies   o f   c r y p to g ra p h y ,   st e g a n o g ra p h y ,   a n d   w a t e r m a r k in g   d o m a in " ,   In d o n e si a n   J o u r n a o El e c trica E n g i n e e rin g   a n d   Co m p u ter   S c ien c e   ( IJ EE C S) ,   v o l.   17 ,   n o .   2 p p .   1 0 5 3 - 1 0 5 9 ,   2 0 2 0   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.