I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   21 ,   N o .   1 J a n u a r y   2021 ,   pp .   1 96 ~ 20 7   IS S N :   25 02 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 21 .i 1 . pp 196 - 207             196       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   B l i n d   i m a g e   w a t e r m a r k i n g   sch e m e   b a sed  o n   l o w e st   e n e r g y   c o n t o u r l e t   t r a n s f o r m   c o e f f i c i e n t   a n d   m o d i f i e d   a r n o l d     c a t / i k e d a   m a p s       Ji n an   N .   S h e h ab H u s s e i n   A .   A b d u l k ad h i m Y o u s i A l l b a d i   D e pa r t m e n t   of   C o m m uni c a t i o E ng i n e e r i ng ,   C o l l e g e   o f   E ng i ne e r i n g ,   U ni v e r s i t y   o f   D i y a l a ,   D i y a l a ,   I r a q       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e d   M a y   9 ,   2 020   R e v i s e J ul   2 ,   2020   A c c e pt e J ul   8 ,   2020       T he   w i d e s p r e a o f   g l o ba l   i nt e r ne t   ha s   l e t o   t he   ne e f o r   de v e l o pi ng   ne w   m e t ho ds   o f   pr o t e c t i ng   m ul t i m e d i a   i nf o r m a t i o f r o m   e xpl o i t a t i o n,   a l t e r a t i o o r   f o r g e r y ,   i l l e g a l   d i s t r i bu t i o n,   a nd  m a ni pul a t i o n.   A a t t a c ke r   i s   q ui c kl y   a nd  i l l e g a l l y   di s t r i bu t i ng   o r   c ha ng i ng   m ul t i m e di a   i nf o r m a t i o by   us i n g   v a r i o us   m e a ns   o f   c o m put e r   t e c hno l o gy .   F o r   de t e c t i ng   t h i s   m a n i pu l a t i o n,   t hi s   p a pe r   s ug g e s t s   bl i nd   w a t e r m a r k   i m a g e   i n s i de   a   ho s t   i m a g e   f o r   o bs e r v i ng   i t he   r e c e i v e r .   I f   t he   w a t e r m a r i m a g e   w a s   r e t r i e v e d ,   t he n   t h e   ho s t   i m a g e   w a s   no t   a t t a c ke o r   m a n i pu l a t e d .   W hi l e   i f   no t   r e t r i e v e d ,   i t h i s   c a s e ,   t he   i m a g e   w a s   a t t a c ke d .   T h e   pr o po s e m e t ho i s   de p e nd i ng   o a   de c o m po s i t i o o f   t he   ho s t   i m a g e   us i ng   l o w e s t   e n e r g y   s ub - ba nds   o f   c o nt o ur l e t   t r a ns f o r m   ( 4 - l e v e l s ) ,   w i t s c r a m bl i ng   by   i ke da   m a o f   t he   w a t e r m a r i m a g e ,   a n s e l e c t i ng   n e w   po s i t i o ns   by   m o di f i e a r no l c a t   m a p .   T hi s   w i l l   pr o duc e   m o r e   s e c ur i t y   a nd  s a f e t y ,   a s   w e l l   a s   pr o v i de   m o r e   d i f f i c ul t y   o r   pr e v e n t   h a c ki ng .   T he   o bt a i ne d   r e s ul t s   c o nf i r m   t he   r o bus t ne s s   a g a i ns t   a t t a c ks   a nd  m o r e   e f f e c t i v e ne s s   o f   t he   pr e s e n t e d   s c he m e   c o m pa r e w i t t h e   o t he r   s i m i l a r   w o r ks .   A l s o ,   us i ng   l o w e s t   e ne r g y   s ub - ba nds   w i l l   e xp a nd  a r e a   o f   e m be ddi ng   a nd  t hi s   pa r t   w i l l   be   c o ns i de r e i n   t he   f ut u r e   w o r ks   w i t h   t h e   c o l o r   i m a g e s .   Ke y w or d s :   Co n t o url e t   t r a n s f o r m   Ike da   m a p   Im a ge   w a t e rm a r k i n g   M o di f i e a rn o l d   c a t   m a p   T hi s   i s   an   ope n   ac c e s s   ar t i c l e   u nde r   t he   C C   B Y - SA   l i c e ns e .     Cor r e s pon di n g   Au t h or :   H us s e i n   A .   A b dul k a d hi m   D e pa rt m e n t   o f   Co m m u n i c a t i o E n gi n e e r i n g   U n i v e r s i t y   of   D i y a l a ,   Co l l e ge   o f   E n g i n e e ri n g   B a ’qub a 32001 ,   D i y a l a ,   I ra q   E m a i l :   h us s e i n 73 @ m a i l . r u       1.   I N TR O D U C TI O N     E m b e ddi n i n f o r m a t i o n   i m ul t i m e d i a   i s   a   po pul a t a s w h e n   i t   i s   n e c e s s a r y   t o   r e l i a b l y   t r a n s m i t ,   e s pe c i a l l y   w i t h   t h e   r a p i de v e l o pm e n t   o f   t e c hn o l o g y .   T h e   h u ge   a m o un t   o f   m ut ua l   d a t a   v i a   i nt e rn e t   r e p r e s e nt s   a n   e n v i r o n m e n t   o f   r i s ks   o r   a t t a c ks   by   h a c ke r s   a n t h i s   l e a ds   t o   de c r e a s e   i n   t h e   s e c uri t y   l e ve l   of   n e t w o r [ 1 - 5 ].   A l m o s t   e ve r y o n e   c a n   e a s i l y   a c c e s s   t o   m ul t i m e di a   s uc h   a s   p h o t o s ,   do c um e n t s ,   a udi o s   a n v i de o s   due   t o   t h e   e xt e n s i v e   us e   of   i n t e rn e t   f a c i l i t i e s .   T h i s   a c c e s s i b i l i t y   c a n   l e a t o   s o m e   c o p y r i g h t   p r o t e c t i o n   i s s ue s .   S uc h   i m a ge s ,   do c um e nt s ,   e t c   c a b e   e a s i l y   fo r ge r y   a nd  m a ni pul a t e w h i c h   c o n s i de r   a   m a j o r   t hr e a t   t o   o w n e r s   due   t o   c h a ngi n t h e i r   w o r a nd  r e duc i ng  t h e   ow n e r' s   e a rni n gs .   Co ns e que n t l y ,   t h e   di g i t a l   w a t e rm a rk  a ppe a r s   t o   s o l ve   pr o b l e m s   s uc h   a s   c o p y r i g h t   a n i nt e l l e c t u a l   p r o pe rt y   pr o t e c t i o n   [ 5 - 12 ] .   T h e r e f o r e ,   fo r   m o r e   s e c ur i t y   a n pr o t e c t i o n   o f   c o p y r i g h t ,   a u t h e n t i c a t i o n   a nd  s a f e t y   o f   t h e   w a t e r m a r f r o m   de t e c t i o a n d   c ha n ge ,   t h i s   p a pe r   pr o po s e s   s e c ur i t y   m e t h o t o   e m b e d   a   b l i n w a t e r m a r i n   i m a ge .   T h e   i de a   of   t h i s   w o r i s   t o   e xpl o i t   uni m po r t a n t   a r e a s   i n   t h e   h o s t   i m a ge   t o   e m b e a   w a t e r m a r s c r a m b l e de pe n di ng  o n   c o n t o ur l e t   t ra n s f o r m   (CT c o e ff i c i e n t s .   M o r e o v e r ,   us i n o f   m o di f i e a rn o l c a t   a n i ke da   m a ps   w i l l   s uppo r t   e n c r y pt i o n   t a r ge t s .   T h e   w o r b l i n d   m e a n   t h a t   t h e   e xt ra c t i o n   w a t e r m a r p r o c e s s   b a s i c a l l y   w i l l   be   i m pl e m e n t e w i t h o ut   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       B l i nd  i m ag e   w at e r m ar k i ng   s c h e m e   bas e o l ow e s t   e n e r gy   c on t our l e t   t r ans f or m   ( J i na N .   She hab )   197   r e f e rr i n t o   t h e   o r i gi na l   h o s t   i m a ge   i n   t h e   r e c e i v e r   [ 5,   12 ].   T y pi c a l   h o s t   s a m pl e s   us e i n   t h i s   w o r a r e   i m a ge s   (512× 51 2).   T h e   a i m   o t hi s   w o r i s   t o   k e e p   t h e   s ub m i t t e i m a ge   f r o m   m a ni pul a t i o n   a n c h a n ge   b y   e m b e ddi n a   w a t e rm a r k   us i n p r e s e n t   m e t h o d.   If   t h e   w a t e rm a r i s   n o t   r e t r i e v e i n   t h e   r e c e i ve r ,   t h i s   m e a n s   t h a t   t h e   i m a ge   ha s   b e e n   ha c ke a n m a ni pu l a t e w i t h   i t s   c o n t e nt s .   O f   c o ur s e ,   w h e n   t h e   e m b e dde w a t e r m a r k   i s   r e t r i e v e d,   t h i s   m e a n   t ha t   n o   c h a nge   i n   t h e   h o s t   o r   s a v e i m a ge s .   B y   o t h e r   w o r ds ,   t h e   a i m   i s   t o   de t e c t   v i a   w a t e r m a r o b s e r v a t i o n   i f   t h e   h o s t   i m a ge   i s   ha c ke o r   n o t .   B a s i c a l l y ,   t h e   f r e que n c y   do m a i n   w i l l   pr o v i de   m o r e   c a pa c i t y   w i t m i n i m u m   de f o r m a t i o n,   i n   a ddi t i o n ,   us i n o f   c o n t o url e t   t ra n s f o r m   t o   de c o m po s e   t h e   h o s t   i m a ge   a n s e l e c t   l o w e s t   e n e r gy   s ub - b a n w i l l   e xpa nd  a r e a   o f   e m be ddi n [ 12 ] .   M o r e o ve r ,   t h i s   w i l l   r e duc e   di s t o rt i o b e c a us e   of   i n f o r m a t i o a nd  de t a i l s   o f   t h e   h o s t   i m a ge   us ua l l y   s t o r e i n   t h e   hi g h   e n e r gy   s ub - b a n d.   Ike da   a n d   m o di fy   c a t   m a ps   a r e   i m p r o v i n s e c ur i t y   a n r o b us t n e s s   of  t he   pr o po s e m e t h o d   a n p l a y i n a n   i m po rt a nt   r o l e   a s   s h o w n   i o t h e s e c t i o n   l a t e r   R e s e a r c h e r s   p r e s e n t s   di f f e r e n t   b a s i c   t e rm i n o l o g y   s u bm i t t e t o   s o m e   i m p r o ve m e n t s   a n d   m o di f i c a t i o n s   o ve r   t i m e   a s   w e l l   a s   a l go ri t hm s   a n m e t h o ds   t o   e nh a n c e   s e c ur i t y   us i n w a t e r m a r k i n g.   D e s pi t e   of   t h e   m a n y   a n d   di f f e r e n t   m e t h o ds   e xi s t   w h i c h a v e   h i g c o m pl e xi t y   i n   s o m e   c a s e s ,   a l l   o f   t h e m   h a v e   t h e   m a i n   go a l   o f   pr o t e c t i ng  p r o pe r t y   f r o m   e xpl o i t a t i o n ,   h a c ki ng   o r   f o r ge r y .   F o r   e xa m pl e ,   a   r o b us t   a n t ra n s pa r e nt   w a t e r m a r ki ng  s c h e m e   us i n g   c o n t o u r l e t   t ra n s f o r m   w i t h   qua nt i z a t i o i n de x   m o dul a t i o n   i s   p r o po s e i [13 ].   T h e   c oe f f i c i e n t s   a r e   di v i de i nt o   3 - qua d ra n t s   us i ng  s y m m e t r i c   p r o pe rt y   of   t h e   c o n t o ur l e t   t ra n s f o r m .   T h a n gl e   o c o e ff i c i e n t s   i s   m o dul a t e f o r   e a c h   of   t hr e e   po i n t s .   A s   a   r e s ul t ,   m o r e   e ff e c t i v e   i m pe r c e pt i b i l i t y   w i t h   hi g h e r   r o b us t n e s s   i n   t h e   p r o po s e s c h e m e   a r e   a c h i e v e a c c o r di n t o   qua nt i z a t i o n   i n de m o dul a t i o n   pr o pe rt i e s .   A   t e c hn i que   o f   s e m i - b l i nd  g r a y   i m a ge   w a t e r m a rki n by   r e du n da nt   w a v e l e t   do m a i n   p r o po s e i n   [14].   T h e   f o c us   o t h i s   w o r pri m a r i l y   i s   t o   h i g h l i g h t   o n   t h e   r e du n d a n t   w a v e l e t   t r a n s f o r m s   us e f ul n e s s   i n   t h e   i m a ge   w a t e r m a r k i n g .   T h e   a ut h o r s   a pp l i e t h e   n o n s ub s a m pl e c o n t o u r l e t   t r a n s f o r m   t o   pr o v i de s   r i c di r e c t i o n a l   i n f o r m a t i o n   a n r e du n da nt   di s c r e t e   w a v e l e t   t r a n s f o r m   (R D W T a s   a   s h i f t   i n v a ri a nt .   T h us ,   t h e   s h o rt c o m i n gs   o ve r c o m e   o f   D W T   i s   a c hi e v e w i t h   m o r e   us e f ul   i n   i m a ge   w a t e rm a r k i n g .   T h e   a ut h o r s   i n   [1 5]  fo r   m e di c a l   i m a gi ng  a r e   p r o po s e   a   CT   a nd  di s c r e t e   c o s i n e   t ra n s f o r m   (D CT )   b a s e o n   m u l t i pl e   r o b us t   w a t e r m a r ki ng  a l go r i t hm s .   T h e   p r o po s e s c h e m e   us e s   CT   t e xt ra c t   m u l t i - di r e c t i o n a l   a n m u l t i - s c a l e   t e xt u r e   i n f o r m a t i o n.   T h e   D CT   w a s   us e d   t o   g e t   t h e   fe a t u r e   ve c t o r   i n   t h e   l o w - f r e que n c y   di r e c t i o n a l   s ub - b a n ds .   T h e   a ut h o r s   o [16]  a r e   pr o po s e s   a n   a d a pt i v e   qua nt i z a t i o n   c o n t o ur l e t   do m a i n   b l i n d i gi t a l   w a t e rm a rki n g   a l go ri t hm .   T hi s   a l go r i t hm   c o m b i n e s   t h e   de c o m po s i t i o n   o f   s i n g ul a v a l ue   t o   e m b e t h e   w a t e rm a rk  i t h e   l o w - f r e que n c y   s ub - b a n o f   CT   by   m e a n - a d a pt i v e   qua n t i z a t i o n .   W hi l e   i t h e   [17 ],   a   n e w   i m a ge   w a t e rm a r k i n g   m e t h o b a s e o n   v i s ua l   s a l i e n c y   a n C T   i s   p r o po s e d.   In   t hi s   a l go r i t hm ,   t h e   de t e c t i o n   f un c t i o n   o f   s a l i e nt   ob j e c t   a n CT   a r e   s e pa r a t e l y   o pe r a t e o n   t h e   h o s t   i m a ge .   A f t e r   s pl i t t i n t h e   l o w - pa s s   t r a n s f o r m e d   s ub - b a n i n t o   n o n o v e r l a p pi n b l o c ks ,   t h e   s a l i e n c y   v a l ue s   a n e ne r gy   di s t r i b ut i o n   o f   t h e   b l o c d e t e r m i n e   t h e   qua n t i z a t i o s t e p - s i z e   f o r   e a c h   b l o c t o ge t h e r .   A c c o r di n g   t o   [12],   a n   o pt i m i z e b l i nd  i m a ge   w a t e rm a rki ng  a pp r o a c b a s e o n   p ri n c i p a l   c o m po n e n t   a na l y s i s   (P CA i r e du n da nt   d i s c r e t e   w a v e l e t   (R - D W do m a i n   i s   pr o po s e d.   P CA - R - D W   s c h e m e   w a s   t e s t e by   s e ve r a l   a t t a c ks   t o   s h o w   t h e   r o b us t n e s s .   F urt h e r m o r e ,   a i m p r o v e gr e y - w o l f   o pt i m i z e r   (IG W O a l go ri t hm   w hi c h   ha s   e m e r ge a s   a n   e f f i c i e n t   m e t a h e u r i s t i c   o pt i m i z a t i o t e c hni que   i s   ut i l i z e t o   o pt i m i z e   t h e   pe r f o r m a n c e   of   P CA - R - D W   b l i n w a t e r m a r k i n (B W a pp r o a c h.   I n   a n o t h e r   w o r ks ,   f o r   e xa m pl e ,   t h e   a ut h o r s   i n   [18 ]   a r e   p r o po s e s   a n   i m a ge   w a t e r m a rki n a l go ri t hm   w i t h   h i g h - l e v e l   s e c ur i t y   a n r o b us t n e s s   by   us i n m a t r i de c om po s i t i o n   a nd  G y r a t o r   t r a n s f o r m .   T hi s   a l go ri t hm   i s   pr o pe rl y   de ve l o pe i n   t h e   i n v a r i a n t   i n t e ge r - W a v e l e t   dom a i n .   B ut   i [19] ,   t w o   m o dul e s   s ugge s t e fo r   e m b e ddi n a nd  e xt r a c t i n a   w a t e r m a r k .   I n   e m b e ddi n p r o c e dur e ,   t h e   s e c r e t   i m a ge   b i t   i s   i n s e rt e i n t o   a n   or i gi na l   i m a ge .   S i m i l a rl y ,   i n   e xt ra c t i ng  p r o c e dur e ,   t h e   i n s e rt e b i t   i s   e xt ra c t e f r o m   t h e   w a t e r m a r ke i m a ge   w i t h o ut   l o s i ng  a n y   i n f o r m a t i o n.   H e r e ,   s a n i t i z a t i o n   a pp r o a c w a s   a ppl i e o n   t h e   s e c r e t   i m a ge   t o   a c qui r e   t h e   s e c r e t   b i t .   I n   t h e   p r e s e n t   w o r k,   t h e   di f f e r e n c e   w i t t h e   p r e v i o us   w o r ks   i s   e m pl o y i n o f   Co n t o url e t   de c o m po s i t i o n   t e c hn i que   w i t h   i ke da   a n m o di f i e a rn o l c a t   m a ps .   T h i s   w i l l   p r o duc e   m o r e   s e c ur i t y   a n d   s a f e t y ,   a s   w e l l   a s   p r o v i de   m o r e   di f f i c ul t y   o r   de t e c t   ha c ki n g .       2.   P R ELI M I N A R I ES   D i gi t a l   w a t e rm a r k i n g   t e c hn i que   i s   us e f o r   e m b e ddi n s y m bo l   s uc h   a s   l e t t e r   o r   t e xt …e t c .   i di f fe r e nt   t y pe s   of   m ul t i m e di a   d a t a   f o r   v a r i o us   pu r po s e s .   M o r e ove r ,   a   w a t e rm a r k ,   i n   ge n e r a l ,   de f i n e a s   s o m e   s m a l l   a n s pe c i a l   da t a   e m b e dde i n   a   m e di a   s i g na l   w i t h o ut   a ff e c t i n i t s   f un c t i o na l i t y   [ 9 - 12,   20 ].   Co m po n e nt s   of   t h e   di g i t a l   w a t e r m a r k i n m o de l   a r e   t h e   f o r m a t i o n   w i t h   e nc r y pt i o n   m e t h o a n t h e i r   i m p l e m e n t a t i o n   i n   t h e   m ul t i m e di a   w i t h   r e t ri e v a l   a b i l i t y   a f t e r   t ra n s m i s s i o o v e r   n e t w o r ks   [10 ,   1 1] .   T h e r e f o r e ,   i t hi s   s e c t i o n ,   c o m po n e n t s   o f   t h e   pr o po s e m e t h o w i l l   e xpl a i n   b ri e f l y   t o   k n o w   t h e   r o l e   of   e a c h   o f   t h e m .   T h e s e   c o m p o n e nt s   a r e :   (Co nt o url e t   T ra n s f o r m ,   I ke da   M a p ,   M o de f i e A r n o l CA T   m a p) .   U n de r s t a ndi n t h e   w o r m e c h a ni s m   b e t w e e n   t h e s e   c o m po n e nt s   w i l l   gi v e   a   c l e a r   i de a   a b o ut   t h e   go a l   o f   m e t h o d.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   21 ,   N o .   1 J a n u a r y   2021   :     196   -   207   198   2. 1 .       Th e   c o n tou r l e t an s fo r m   A   n e w   e xpa n s i o n   o f   w a v e l e t   t r a n s f o r m   i s   c a l l e c o n t o url e t   t ra n s f o r m   (CT a n p r o po s e by   D o   a n V e t t e r l i   [2 1]  i 200 2.   CT ,   w hi c a l s o   c a l l e py r a m i da l   di r e c t i o na l   f i l t e r   b a n (P D F B ),   i s   a i m a ge   r e p r e s e n t a t i o n   m e t h o w i t h   m u l t i - r e s o l ut i o n   a n d i r e c t i o na l   p r o pe r t i e s .   T h i s   m e t h o ha s   b e e n   us e t r e p r e s e n t   t w o - di m e n s i o na l   s i g na l s   w h i c h   c a n   t r u l y   c a pt u r e   ge o m e t r i c   s t r uc t u r e   [21] .   T h e   t e r m   L a pl a c i a P y r a m i (L P )”   i s   us e f o r   m u l t i - s c a l e   i m a ge   de c o m po s i t i o n   t o   c a pt u r e   p o i n t   s i n gu l a rl y .   S i n g ul a r   po i nt s   w h i c a r e   di s t r i b ut e i n   t h e   s a m e   di r e c t i o n   a r e   y i e l de t o   s y n t h e s i z e   i nt o   a   c o e ff i c i e n t   by   di r e c t i o na l   f i l t e r   b a n k   (D F B t o   c a pt ur e   hi g h   f r e que n c y   c o m p o n e nt s .   F r o m   o r i g i na l   i m a ge ,   L P   c a n   p r o duc e   a   l o w   pa s s   s a m pl i ng  a pp r o xi m a t i o n   i m a ge   a nd,   a s   a   r e s ul t ,   p r o duc e   a   d i f fe r e nc e   i m a ge   b e t w e e n   t h e m .   M o r e o ve r ,   t o   p r o duc e   di r e c t i o n a l   s ub - b a n d   i m a ge   w i t h   t h e   n u m b e r   o f   a   m ul t i p l e   of   t w o   o n   a n y   s c a l e ,   D i r e c t i o na l   F i l t e r   B a nk  i s   a ppl i e i n   l a pl a c i a n   py r a m i de c o m po s e di ffe r e n t   i m a ge .   I n   t hi s   c a s e ,   t o   a v o i l e a ki n g   o f   l ow   f r e que n c y   c o m po n e n t ,   D F B   i t s e l f   i s   n o t   s u i t a b l e   f o r   p r o c e s s i n t h e   l o w   f r e que n c y   pa r t   o f   i m a ge .   T h e r e f o r e ,   c o m b i n a t i o of   D F B   a n d   L P   w i l l   b e   b o un t o   r e a l i z e   t h e   i m a ge   r e c o n s t r uc t i o n   w i t h   t h e   pe r f e c t   c h a ra c t e ri s t i c s   [ 22 ,   23 ].   H ow e ve r ,   F i gu r e   1   s h o w   t h e   i l l us t ra t i o n   o f   c o n t o ur l e t   t ra n s f orm .           F i gu r e   1 .   A i l l us t ra t i o o f   c o n t o u r l e t   t ra n s f o r m       Cl e a r l y   n o t e   f r o m   F i gu r e   1.   a   s e que n c e   o f   i m a ge   i s   o b t a i n e d   by   r e pe a t i ng  t h e   s t e ps   s e v e r a l   t i m e s .   I c a s e   of   t h e s e   i m a ge s   a r e   s t a c ke o n e   a bov e   o t h e r ,   a   t a pe r i ng  p y r a m i da t a   s t r uc t u r e   w i l l   pr o duc e   a s   s h ow n   i F i gu r e   a n c a l l e L a pl a c i a n   py r a m i d.   T o   a c hi e v e   pe r f e c t   i m a ge   r e c o n s t r uc t i o n,   t w o - di m e n s i o n   D F B   c a n   be   m a x i m a l l y   de c i m a t e a n e f f i c i e n t l y   i m pl e m e n t e v i a   a   L - l e ve l   t r e e - s t r uc t u r e de c o m pos i t i o n.   T h i s   l e a ds   t o   3 - l e v e l s   s ub - b a n ds   w i t w e dge - s h a pe f r e que n c y   pa r t i t i o a s   s h o w n   i F i gu r e   [1 2,   16] .           F i gu r e   2 .   L a p l a c i a py r a m i d     F i gu r e   3 .   D F B   f r e que n c y   pa r t i t i o n i n g   w i t h   3 - l e v e l s   a n d   r e a l s   w e dge - s h a pe f r e que n c y   b a n ds       2. 2 .       I k e d a   m ap   K e n s uke   Ike da   [24]  w o r o n   t h e   c o m pl e m a p,   w h i c h   i s   c a l l e Ike da   m a p” ,   i n   1987 .   T hi s   m a p ,   de s c r i b e i n   [24 ],   s h o w   t h a t   u n de r   t h e   s ui t a b l e   c o n di t i o n s ,   d y n a m i c s   of   t h e   t ra n s m i t t e l i g ht   i n s i de   a   s pe c i f i c   c a v i t y   c a n   b e   e xpr e s s e by   a   s e t   of   di ffe r e n c e - di f fe r e nt i a l   e qua t i o n s .   T h e s e   e qua t i o n s   do   n o t   i n v o l v e   t h e   s pa t i a l   c o o r di n a t e   [24]   a nd  e xp r e s s e a s :     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       B l i nd  i m ag e   w at e r m ar k i ng   s c h e m e   bas e o l ow e s t   e n e r gy   c on t our l e t   t r ans f or m   ( J i na N .   She hab )   199   + 1 = 1 + ( c o s   si n ) + 1 = ( si n + c o s ) }   (1)     = 0 4   6 1 + 2 + 2       w h e r e   0 6   , = 0 , 1 , 2 , 0 = 0 . 1      0 = 0 . 1   .     2. 3 .       M o d i fi e d   a r n o l d   c at   m ap     R us s i a n   m a t h e m a t i c i a n   V l a di m i r   I .   A rn o l [25]  i s   d i s c ov e r i n t h e   pa r t i c ul a r   i n s t a n c e   of   c h a o s   m a p   a n na m e a rn o l c a t   m a (A CM b y   us i n a n   i m a ge   o f   a   c a t .   T hi s   m a i s   a   s i m p l e   de m o n s t ra t i o n   a n e l e ga nt   i l l us t ra t i o n   o f   s o m e   c h a o s   pr i n c i p l e s   unde rl y i n o r de r   o f   a n   a ppa r e nt l y   r a n do m   e v o l ut i o n   o f   a   s y s t e m .   In   ge n e r a l ,   a n y   i m a ge   i s   pe r f o r m e w i t h   a   t r a n s f o r m a t i o n   w h i c h   a ppa r e nt l y   r a n do m i z e s   t h e   o ri g i na l   p i xe l s   o r ga ni z a t i o n ;   a n n e w   i m a ge   r e a ppe a r   w h e n   t hi s   o pe r a t i o n   i t e ra t e e n o ugh   t i m e s   [25,   26] .   L e t   us   a n   i m a ge   r e p r e s e n t e a s   a   m a t r i X   a nd  c a n   e x a m i n e   s e l e c t e e n t r i e s   i n   X   (A CM i s   a   c l i pp i n t r a n s f o r m   a n us e i n   t h e   e m b e ddi n p r o c e s s   t o   i m pr o v e   t h e   i m a ge   hi di ng  s a f e t y   a n v i s u a l   qu a l i t y   of   t h e   e xt ra c t e m e s s a ge   (s e c r e t   m e s s a ge ).   A   s h uf f l i n o pe r a t i o n   i s   do n e   o n   t hi s   p r o c e s s   of   t h e   o r i gi na l   m e s s a ge   v i a   s uc c e s s i v e   m i xi n o f   t h e   i n i t i a l   i n f o r m a t i o n   w h i c h   i s   s pr e a d   a l l   o ve r   t h e   a v a i l a b l e   s t a t e   s pa c e .   D ue   t o   di s c r e t e   n a t u r e   o f   t h e   i m a ge   a n A CM   w i t t h e   s a m e   di m e n s i o n s ,   A CM   i s   us e t o   s h uf f l e   t h e   hi dde n   m e s s a ge   o v e r a l l   p r o pe r   s ub - b a n o t h e   c ove r   i m a ge .   A s   a   r e s ul t ,   t h e   i ni t i a l   m e s s a ge   w i l l   b e   e xpo n e nt i a l l y   h a r t o   r e c ov e r   i f   t h e   s e c r e t   ke y   o r   t r a n s f o r m a t i o n   n o t   a v a i l a b l e .   H ow e v e r ,   t h e   m a t h e m a t i c a l   f o r m ul a   o f   A CM   i s   [25 ,   2 6]:     ( ̂ ̂ ) = ( 1 1 1 2 )   ( )     (2)     T h e   o r i gi na l   2D   A rn o l t ra n s f o r m a t i o n s   c a n   b e   m o di f i e t o   pr o duc e   a   s e qu e n c e   of   A r n o l d   t r a n s f o r m a t i o n s   by   s e t t i n g   n e w   c o e ff i c i e n t s   (a 1 ,   b 1,   c 1)  t o   i n c r e a s e   a n e n s u r e   hi g h   s e c uri t y   i m pl e m e n t a t i o [25,   26] .   A s s u m e   a i m a ge   w i t h   N   ×   N ,   t h e A rn o l c a t   m a i s   gi v e a s   f o l l ow s :       ( ̂ ̂ ) =   [ 1 + 2 1 +  + 2 ] ( )     (3)     W h e r e   a 1 ,   b a n d   c a r e   po s i t i v e   c o n t r o l   c o e ff i c i e n t s       ,   ( ̂ ̂ a re   t h e   s h uf f l e pi xe l   c o o r di n a t e s   [26] .         3.   TH E   P R O P O S ED   P R O C ED U R ES   T h i s   s e c t i o n   pr e s e nt s   m a i n   p r o c e dur e s :   e m b e ddi n a n r e c o n s t r uc t i ng  a   w a t e r m a r i m a ge .   I n   t h e   e m b e ddi n p r o c e dur e ,   t h e r e   a r e   t w o   t h r e a ds   s i m u l t a n e o us l y   a r e   pe r f o r m e a s   s h o w n   i n   F i gu r e   4 .   T h e   f i r s t   t hr e a i n c l ude s   s c r a m b l i ng  p r o c e s s   fo r   t h e   w a t e r m a r i m a ge   s e l e c t e us i n a   ke y   pr ov i de by   Ik e da   m a (e q .   (1))  t o   p r o duc e   a   n e w   w a t e r m a r k   i m a ge   s c r a m b l e d.   I t h i s   c a s e ,   a s   a   r u l e ,   + 1   t o   s c r a m b l e   r o w s   a n + 1   t o   s c r a m b l e   c o l um n s   o f   t h e   w a t e rm a r k   i m a ge .   T h e   p r o duc e i m a ge   w i l l   c o n v e rt   t o   a   v e c t o (  w i t o n e   di m e n s i o n.   T o   r e duc e   t h e   w a t e r m a r e f f e c t   o n   t h e   h o s t   i m a g e   c o n t e n t s ,   t h e   v e c t o r      w i l l   m u l t i pl y   by   a   f l o a t   c oe ff i c i e n t   0 . 1 < 1 ,   t h us    =    × .   T h e   s e c o n t hr e a i n c l ude s   a na l y z i n t h e   h o s t   g ra y   i m a ge   i n t o   m a n y   l e v e l s   us i n Co nt o url e t   T ra n s f o r m .   A s   a   rul e ,   s e l e c t i n n u m b e r   o f   l e v e l s   i s   r e l a t i n g   w i t h   t h e   s i z e   of  i m a ge   i n   o rde r   n o t   t o   di s t o rt   t h e   i m a ge   de t a i l s .   H ow e ve r ,   t h i s   h o s t   i m a ge   w i l l   b e   s e l e c t e w i t h   l o w   de t a i l s   a n d   e dge s   t o   a l l ow   r e pl a c i n t h e   v a l ue s   f r o m   w a t e r m a r i m a ge   w i t h o ut   e ff e c t i n o n   t h e   o ri g i n a l   h o s t   i m a ge .   I t h i s   c a s e ,   CT   de c o m po s i t i o n   p r o c e s s   w i l l   a ppl y   o n   t h e   gra y   i m a ge   a n t h e n   c a l c ul a t e   e n e rgy   l e v e l s   of  t h e   di r e c t i o n a l   s ub - b a n ds .   I n   t hi s   w o r k,   t h e   i de a   o f   us i n C T   i s   t o   s e l e c t   of   l ow e s t   e n e r gy   w h i c h   c o nt a i n s   l o w   s i g n i f i c a n t   i n f o r m a t i o n   a n de t a i l s .   T hi s   a r e a   w i l l   us e f o r   t h e   w a t e rm a rk  i m a ge   e m b e ddi ng,   a n d   c o n s e que n t l y ,   do e s   n o t   c a us e   a   di s t o r t i o n   o r   de f o r m a t i o n   a s   w e l l   a s   o b t a i n   h i g h   v a l ue   o f   P S N R .   D e c o m pos e   t h e   h o s t   i m a ge   (5 12× 5 12)   w i t h   4 - l e v e l s   w i l l   p r o duc e :   32 × 32 + ( 2 × 32 × 64 ) + ( 4 × 64 × 64 ) + ( 8 × 64 × 128 ) + ( 16 × 64 × 256 )   = 349 , 184   c o e ff i c i e n t s   a s   s h o w   i n   F i gu r e   5 .   T o   c a l c ul a t e   e n e r gy   of   t h e   Co n t o url e t   c o e ff i c i e n t s   ( . ) ,   t h e   f o l l ow i n e xp r e s s i o i s   us e d   [16 ]:     = |   ( . ) 2     | = 1 = 1       W h e r e   ( . )   -   v a l ue   o f   t h e   c o nt o url e t   c o e ff i c i e n t .   Co n s e que n t l y ,   t h e   s u i t a b l e   s ub - b a n d   e n e r gy   v a l ue ,   a s   a   r e s ul t ,   f o r   e xa m pl e   w i l l   b e   a r o un 0 . 2348  a n i f   f u l l   t h e n   s e l e c t   a n o t h e r   s ub - b a n a b o ut   0. 5263  a n s o   o n .   A c c o r di n t o   t h e   w a t e r m a r i m a ge   s i z e   (s e e   F i gur e   5. ) .   R e s ul t s   o f   t h e   t w o   t h r e a ds   w i l l   b e   r e a dy   t o   s e t   t o   t h e   n e xt   s t a ge   o f   e m b e ddi n o pe ra t i o n:   M o di f i e CA T   m a s t a ge .   T hi s   s t a ge   s t a r t s   f r o m   ge n e ra t i n CA T   m a Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   21 ,   N o .   1 J a n u a r y   2021   :     196   -   207   200   a n d   c r e a t i n g   n e w   c oo r di na t e s   ( ̂ ̂ f o r   r e pl a c i n g   t h e   c o e ff i c i e nt s   v a l ue s   o f   di r e c t i o na l   l o w e s t   e n e r gy   a r e a   i n   t h e   h o s t   g r a y   i m a ge   by   t h e   v a l ue s   o f    .   T hi s   m e a n ,   s h uf f l i n g   pi xe l s   o f      i n   t h e   h o s t   i m a ge   c o m pl e t e l y   a n t h e   n e w   l o c a t i o n s   s ub m i t t e t o   CA T   m a p .   A t   t h e   e nd ,   by   us i n i n v e r s e   c o n t o ur l e t   t r a n s f o r m   (ICT ),   r e c o n s t r uc t   w a t e rm a r ke d   i m a ge ,   t h e t o   t r a n s m i t t e r .   In   t h e   r e c e i v e r ,   t h e   r e c o n s t r uc t i o n   p r o c e dur e   i s   fo l l ow i n t o   t h e   i n v e r s e   of   e m b e ddi n p r o c e dur e   i n   t h e   s e n de r.   T o   e xt r a c t   t h e   w a t e rm a rk  i m a ge ,   t h e   r e c e i v e r   doe s   n o t   n e e t h e   h o s t   i m a ge   b e c a us e   t h e   s y s t e m   i s   b l i n d .   T h e   v a l ue s   (a 1,   b 1,   c 1)  o f   m o di f i e CA T   m a p ,   t h e   s e c r e t   ke y   ( + 1   , + 1   , f r o m   Ike da   m a a nd   v a l ue s   of   (α)  m us t   b e   a v a i l a b l e   t o   c o m pl e t e   t h e   r e c o n s t ruc t i o p r o c e s s   a s   fo l l ow i n s t e ps :   F i r s t l y ,   de c o m po s i n t h e   r e c e i v e i m a ge   (w a t e r m a r ke i m a ge t o   4 - l e v e l s   us i n c o n t o url e t   t ra n s f o r m   a nd  go i n t o   t h e   s ub - b a n r e gi o n .   A f t e r   t hi s   s t e p,   de t e rm i ni n g   t h e   l o w e s t   e n e rgy   s u b - b a n ds   a n de t e c t i n t h e   c o r r e c t   l o c a t i o n s   o t h e   w a t e r m a r i m a ge   us i ng  c o e ff i c i e n t s   (a 1,   b 1,   c 1)  o m o di f i e c a t   m a p .   T h e n,   t h e   r e s ul t   o t h e   pr e s e nt   s t e i s      v a l ue s   w h i c w i l l   s t o r e   i t h e   t e m po ra r y   b u f fe r   a nd  t h e   w a t e r m a r k   i m a ge   w i l l   r e c o n s t r uc t e by   In v e r s e   Co n t o ur l e t   t r a n s f o r m .   O f   c o ur s e ,   t h e s e   da t a   w i l l   di v i de   by   (α)  t o   r e t ri e v e   t h e   r e a l   pi xe l s   v a l ue s .   F i n a l l y ,   t h e   o r i g i na l   w a t e r m a r i m a ge   c o m pl e t e l y   r e t r i e v e us i n 0 0   o f   t h e   Ike da   m a p .   O b s e r v a t i o n   o f   t h e   w a t e rm a rk  i m a ge   s t a t us   w i l l   e xp l a i n   i f   t he   h o s t   i m a ge   h a c ke o r   n o t ?   H e n c e ,   t h i s   s i t ua t i o n   w i l l   e xpl a i i t h e   n e xt   s e c t i o n.           F i gu r e   4 .   T h e   s c h e m a t i c   c o n f i gu r a t i o n   o f   t h e   p r o po s e w a t e rm a r k i n g   s y s t e m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       B l i nd  i m ag e   w at e r m ar k i ng   s c h e m e   bas e o l ow e s t   e n e r gy   c on t our l e t   t r ans f or m   ( J i na N .   She hab )   201       F i gu r e   5 .   4 - l e v e l   c o n t o ur l e t   de c o m po s i t i o n       4.   R ES U LTS   A N D   D I S C U S S I O N     T hi s   s e c t i o n   i nc l u de s   b r i e f   t e s t   a nd  a na l y s i s   o f   t he   p r o po s e m e t h o us i ng  d i f f e r e nt   ho s t   i m a ge s   (5 12 × 51 2 a nd  w a t e rm a rk  i m a ge   (2 5 6 × 2 56 ) .   T o   s h o w   a c c u ra c y   a nd  ha rd i n e s s   o f   t hi s   m e t h o d ,   o b t a i n e r e s u l t s   w i l l   b e   c o m p a re d   w i t t h e   o t h e re s u l t s   o f   v a ri o us   re c e nt   w o r k s .   I f a c t ,   t w o   m a i c a t e go ri e s   f o t e s t i ng :       4. 1 .     Es ti m ati n g   i m age   q u al i ty    E s t i m a t i ng   i m a g e   q u a l i t y   i s   a   v i t a l   p a rt   a t   a ny   a p p l i c a t i o n;   t he re f o re ,   t h i s   m e t ho d   u t i l i z e s   s o m e   o f   q u a l i t y   m e t ri c s   t o   p ro v e   s t a b i l i t y   a nd   e f f i c i e nc y   o v e t he   b l i nd   w a t e r m a rk i ng   a p p l i c a t i o ns .   F o t hi s   s i t u a t i o n,   t he   q u a l i t y   m e t ri c e s   w hi c u t i l i z e d   he re   a re :   p e a k   s i g na l - to - no i s e   ra t i o   ( P S N R ) ,   m e a n   s q u a re   e r ro ( M S E ) ,   no r m a l i z e d   c o rre l a t i o c o e f f i c i e n t   ( N C C )   a nd   s t ru c t u ra l   s i m i l a ri t y   i nd e x   ( S S I M )   [ 2 ,   4,   1 2 ,   1 6 ] .   T he s e   w e l l - k no w s c a l e s   f o e s t i m a t i ng   i m a g e   q u a l i t y .   H o w e v e r,   t he   m a t he m a t i c a l   e x p re s s i o ns   o f   P S N R   v a l u e   i d B   a nd   M S E   v a l u e   a re :      = 10   10   255 2        ,     (4)     = 1 ×   [ ( , ) ( , ) ] 2 1 = 0 1 = 0             W h e r e   M   a n d   N   -   r e p r e s e n t s   t h e   n u m b e r   o f   r o w s   a n d   c o l um n s   o f   i m a ge ;   ( , )     a rra y   r e f e r   t o   t h e   h o s t   i m a ge   i pi xe l ;   ( , )     a rra y   r e f e t o   t h e   w a t e r m a r ke d   i m a ge   i p i xe l .   T h e   f o l l o w i n a l go r i t hm   i s   us e f o r   es t i m a t i n g   N o rm a l i z e Co rr e l a t i o Co e ff i c i e n t   [16 ]:      =   ( , ) ( , ) ( , ) 2 ( , ) 2 1 = 0 1 = 0                   a n d   t h e   S S IM   i n de i s   c a l c ul a t e a s   [12 , 16] :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   21 ,   N o .   1 J a n u a r y   2021   :     196   -   207   202    =   ( 2 + 1 ) ( 2  + 2 ) ( 2 + 2 + 1 ) ( 2 + 2 + 2 )     ,       W h e r e     a nd    a r e   t h e   m e a o f   a   a n d   b ;   2 a n d   2   a r e   t h e   v a ri a n c e s   o f   a   a nd   b   ;      i s   t h e   c o v a r i a n c e   b e t w e e n   a   a n d   b ;   1 , 2   a r e   t h e   c o upl e   o f   v a r i a b l e s   t o   s t e a dy   t h e   di v i s i o n   w i t t hi de n o m i n a t o r.   I c a s e   o f   n o   a t t a c a n by   us i n v a r i o us   h o s t   g r a y   i m a ge s   fo r   t he   b l i nd  w a t e r m a r ki ng,   t h e   r e s ul t s   o b t a i n e b y   e s t i m a t i n g   P S N R ,   M S E ,   S S IM   a nd  N C a r e   s h o w n   i T a b l e   1.   A na l y s i s   of   ob t a i n e r e s ul t s   s h o w s   s l i ght   di f f e r e n c e s   b e t w e e n   o r i gi na l   &   e xt ra c t e w a t e r m a r k   i m a ge s   a n b e t w e e n   o r i gi na l   &   w a t e r m a rke i m a ge s   i n   t h e   r e c e i ve r .   T h e s e   di ff e r e n c e s   m a y   b e   a ffe c t e b de t a i l s   w h i c h   a v a i l a b l e   i n   t h e   h o s t   i m a ge .   i f   t h e   h o s t   i m a ge   ha s   l o w   de t a i l s ,   t h e n   t h e   c a pa c i t y   of   h i di n w i l l   i n c r e a s e   a n d   N CC  = 1 .       T a b l e   1 .   R e s ul t s   o f   t h e   qua l i t y   m a t ri c e s   t hr o ugh  e m b e ddi n a n d   r e c o n s t r uc t i o n   o pe ra t i o n s           4. 2 .     R o b u s tn e s s   e x p e r i m e n   F o r   t h e   pu r po s e   of   t e s t i n t h e   s y s t e m   r o b us t n e s s ,   s o m e   a t t a c ks   a r e   c a rri e o ut   o n   t h e   w a t e r m a r ke i m a ge .   U nde r   t h e s e   c o n di t i o n s ,   w a t e rm a r i m a ge   w i l l   b e   e xt ra c t e d,   o b j e c t i ve l y   ob s e r v e a n d   e v a l ua t e d.   J P E G   c o m pr e s s i o n :   I m a ge s   a r e   us ua l l y   t r a n s m i t t e v i a   i nt e rn e t   c h a nn e l   a s   J P E G   c o m pr e s s i o w h i c h   c a n   b e   c o n t r o l l e by   t h e   qua l i t y   f a c t o r   (Q F [17,   27] .   By   s e l e c t i n di f f e r e n t   q ua l i t y   f a c t o r s   a n s a m p l e s   of  w a t e r m a r ke i m a ge ,   t h i s   a t t a c t e s t   i s   pe r f o r m e d.   T h e   r e s ul t s   i T a b l e   2   s h o w   t h a t   N CC   v a l ue   o b t a i n e f o r   t h e   w a t e r m a r i m a ge   e xt r a c t e i s   u ni t y   w h e n   t h e   qu a l i t y   f a c t o r   a pp r o a c h e s   up  t o   15.   I n   t h i s   c a s e ,   t h e   w a t e r m a r k   i m a ge   m a y   b e   c o m pl e t e l y   r e t r i e v e f r o m   t h e   w a t e rm a rke i m a ge .       T a b l e   2 N CC   v a l ue s   o b t a i n e f o r   t h e   b l i n d   w a t e rm a r i m a ge   e xt r a c t e d   u n de r   J P E G   c o m pr e s s i o a t t a c ks   Q F   o f   J P E G   c o m p r e s s i o n   Ba b o o n   Ba rb a ra   Bo a t   P e p p e r s   Q F = 5   0 . 9 9 1 6   0 . 9 8 5 6   0 . 9 8 4 8   0 . 9 8 4 2   Q F = 1 5   1   1   1   1   Q F = 2 5   1   1   1   1         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       B l i nd  i m ag e   w at e r m ar k i ng   s c h e m e   bas e o l ow e s t   e n e r gy   c on t our l e t   t r ans f or m   ( J i na N .   She hab )   203   4. 2 . 1.   N o i s e   a ttac k   T h i s   i s   e m p l oy e w i t u n i f o r m   s c a l e   f o r   s i m ul a t i n g   t h e   ra n d o m   i n t e r f e r e n c e   w h e n   t h e   w a t e rm a rke i m a ge   t ra n s m i t s   t hr o ug h   c h a nn e l   [27 ].   F i r s t l y ,   t h e   w a t e r m a r ke i m a ge   i s   n o r m a l i z e d ,   t h e n   G a us s i a n   n o i s e ,   S a l t   &   P e ppe n o i s e   a nd  S pe c kl e   n o i s e   w i t h   di f f e r e n t   i n t e n s i t i e s   a r e   a ppl i e r e s pe c t i v e l y .   Q ua l i t y   o f   t h e   e xt ra c t e w a t e rm a r k   i m a ge   w i l l   b e   r e duc e obv i o us l y   w h e n   t h e   n o i s e   i nt e n s i t y   i n c r e a s i n g ,   H ow e ve r ,   T a b l e   3   s h o w   t h e   N C v a l ue s   w h i c h   a r e   g r e a t e t ha 0. 95  w i t b e t t e r e s i s t a n c e   t o   t h e s e   t y p e s   of   a t t a c ks .         T a b l e   3 .   N CC   v a l ue s   o f   t h e   w a t e rm a rk  i m a ge   e xt ra c t e u n de ga us s i a n o i s e   a t t a c ks   T y p e   o a t t a c k   Ba b o o n   Ba rb a ra   Bo a t   P e p p e r s   G a u s s i a n   n o i s e   ( i n t e n s i t y   =   0 . 0 0 1 )   1   0 . 9 9 9 8   0 . 9 9 9 7   1   G a u s s i a n   n o i s e   ( i n t e n s i t y   =   0 . 0 5 )   0 . 9 8 8 3   0 . 9 8 9 0   0 . 9 7 0 5   0 . 9 6 8 6   G a u s s i a n   n o i s e   ( i n t e n s i t y   =   0 . 1 )   0 . 9 5 9 2   0 . 9 5 8 9   0 . 9 5 5 3   0 . 9 5 8 5   S a l t   &   p e p p e n o i s e   (i n t e n s i t y   =   0 . 0 0 5 )   0 . 9 9 7 5   0 . 9 9 7 7   0 . 9 9 7 5   0 . 9 9 7 4   S a l t   &   p e p p e n o i s e   (i n t e n s i t y   =   0 . 0 1 )   0 . 9 8 2 4   0 . 9 8 2 7   0 . 9 8 2 5   0 . 9 8 2 6   S p e c k l e   n o i s e   (i n t e n s i t y   =   0 . 0 0 5 )   0 . 9 7 2 2   0 . 9 7 8 9   0 . 9 7 2 6   0 . 9 7 4 1       4. 2 . 2.   F i l t e r i n atta c k s   T a b l e   4   c o nt a i n s   r e s ul t s   o f   us e   t h e   ga us s i a n,   m e di a n,   a n d   m e a f i l t e r s   w i t (3   ×   3 ).   N CC   v a l ue s   ob t a i n e s h o w   t ha t   t h e   w a t e rm a r k   i m a ge   i s   r e t r i e v e w i t s l i ght   e rr o r.       T a b l e   4 .   N CC   v a l u e s   o f   t h e   w a t e rm a rk  i m a ge   e xt ra c t e u n de f i l t e r   a t t a c ks   T y p e   o a t t a c k   Ba b o o n   Ba rb a ra   Bo a t   P e p p e r s   G a u s s i a n   f i l t e r   (3   ×   3 )   1   1   1   1   M e d i a n   f i l t e (3   ×   3 )   0 . 9 7 7 6   0 . 9 7 8 9   0 . 9 7 8 1   0 . 9 7 8 6   M e a n   fi l t e (3   ×   3 )   0 . 9 9 5 6   0 0 . 9 9 8 7   0 . 9 9 8 6   0 . 9 9 9 1       4. 2 . 3.   G e o m e tr i c   at tac k   S c a l i n g ,   v a ri o us   t y pe s   of   c r o ppi n g   a n d   a n g l e s   o f   r o t a t i o a t t a c ks   a r e   a ppl i e i t h i s   t e s t .   T a b l e   5   c o n t a i n s   r e s ul t s   w h i c h   p r o ve   t h a t   t h e   a l go ri t hm   c a r e s i s t   t h e s e   a t t a c ks ,   e s pe c i a l l y   s c a l i n g   a n c r o ppi n g .       T a b l e   5 .   N CC   v a l ue s   o f   w a t e r m a r k   i m a ge   e xt ra c t e u nde ge o m e t r i c   a t t a c ks   G e o m e t ri c   a t t a c k   Ba b o o n   Ba rb a ra   Bo a t   P e p p e r s   Ro t a t i o n   ( - 30 )   0 . 6 3 7 2   0 . 6 9 2 9   0 . 6 3 9 6   0 . 6 4 5 9   S c a l i n g   ( f a c t o 2 )   0 . 9 8 6 8   0 . 9 8 9 8   0 . 9 9 1 2   0 . 9 8 8 8   Cro p p i n g   0 . 8 1 5 4   0 . 8 5 6 4   0 . 8 7 6 2   0 . 8 8 1 2   M o t i o n   Bl u r   0 . 9 7 6 1   0 . 9 7 9 3   0 . 9 7 7 0   0 . 9 7 9 1       V i s ua l l y ,   t o   s e e   t h e   e f fe c t   of   a t t a c ks   w i t h   s t a n d a r c o ndi t i o n s   o n   t h e   h o s t ,   w a t e rm a r ke a n d   w a t e r m a r i m a ge s ,   L e n a . j pg”   us e a s   a   t y pi c a l   e xa m p l e   a s   a   h o s t   i m a ge   w i t h   P S N R   a n N CC  v a l ue s   (s e e   T a b l e   6 ).   F r o m   t h e   t a b l e ,   t h e   w a t e rm a r k   i m a ge   w a s   e xt r a c t e c l e a r l y   i n   t h e   r e c e i v e r   a l t h o ug h   t h e   a t t a c k   c o n di t i o n s ,   i n   p a r t i c ul a r,   r o t a t i o n   a n c r o ppi n g .   I c a s e   of   m a n i pu l a t i o n   o t h e   w a t e rm a r ke i m a ge ,   t h e   w a t e r m a r i m a ge   w i l l   n o t   r e t ri e v e .     In   o rde r   t o   de m o n s t ra t e   t h e   r o b us t n e s s   a n i m p r o v e m e n t ,   i n   t hi s   s e c t i o n ,   t h e   o b t a i n e r e s ul t s   a r e   c o m pa r e w i t h   t h e   r e s ul t s   o f   [16,   19,   27] .   T h e   w a t e rm a rk  i m a ge s   w h i c h   us e i n   [19 h a v e   t h e   s i z e   o (256× 25 6)  a s   i t h e   p r e s e n t   w o r k,   w h i l e   i n   [16, 27]  ha v e   t h e   s i z e   o f   (32× 32).   F r o m   t h e   T a b l e   7   w h i c h   c o n t a i n s   de t a i l s   o f   c o m pa r i s o n,   t h e   b l i n d   w a t e rm a r k i n ge t s   a b o ut   10  dB   o pt i m i z a t i o n   a nd  t h e   v a l ue s   o f   P S N R ,   M S E ,   N CC  a n S S IM   a r e   go t   be t t e r   t h a n   t h e   v a l ue s   ob t a i n e f ro m   t h e   r e f e r e n c e s   [16,   19,   27].   H ow e ve r ,   t h e s e   i m p r o v e m e n t s   w i l l   s uppo r t   s i g ni f i c a nt l y   t h e   p r e s e n t s   w o r k.     F urt h e rm o r e ,   a n o t h e r   c o m pa ri s o n   t o   pr o v e   r o b us t n e s s   w i l l   b e   pe r fo r m e w i t h   t h e   r e s ul t s   o f   t h e   r e f e r e n c e s   [16,   27 ,   28 ,   29]  b y   ob s e r v i n N C C.   T a b l e s   a n s h o w   t h e   di f f e r e n c e s   b e t w e e n   o b t a i n e r e s ul t s   f r o m   t h e   r e f e r e n c e s   a n d   t h e   p r e s e nt   r e s ul t s   o f   t h e   p r o po s e m e t h o u n de a t t a c c o n d i t i o n s .   T h e   t a b l e s   pr o v e   t h a t   t h e   p r o po s e b l i n d   w a t e rm a r k i n g   m e t h o do l o g y   h a d   s upe ri o r   v a l ue s   o ve r   o t h e r   m e t h o do l o gi e s .               Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   21 ,   N o .   1 J a n u a r y   2021   :     196   -   207   204   T a b l e   6 .   N CC   v a l ue s   o f   w a t e r m a r k   i m a ge s   e xt ra c t e a f t e r   f i l t e r   a t t a c k       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       B l i nd  i m ag e   w at e r m ar k i ng   s c h e m e   bas e o l ow e s t   e n e r gy   c on t our l e t   t r ans f or m   ( J i na N .   She hab )   205   T a b l e   7 .   V a l ue s   o f   t h e   qua l i t y   m e t ri c e s   b e t w e e n   t h e   p r o po s e d   m e t h o a n d   r e f e r e n c e s   [ 16,   19,   27 ]   H o s t   i m a g e   (5 1 2 x 5 1 2 w i t h o u t   n o i s e   Q u a l i t y   m a t r i c e s   o r e f e r e n c e   [1 9 ]:   w a t e r m a rk   i m a g e   (2 5 6 x 2 5 6 )   Q u a l i t y   m a t ri c e s   o f   re fe r e n c e   [2 7 ]:   w a t e r m a rk   i m a g e   (3 2 x 3 2 )   Q u a l i t y   m a t ri c e s   o f   re fe r e n c e   [1 6 ]:   w a t e r m a rk   im a g e   (3 2 x 3 2 )   Q u a l i t y   m a t r i c e s   o t h e   p r e s e n t   w o rk :   w a t e r m a rk   i m a g e   (2 5 6 x 2 5 6 )   P S N R   M S E   N CC   P S N R   NC C   P S N R   NC C   P S N R   M S E   N CC   S S I M   Ba b o o n   3 5 . 5 0 8 5 7 0 7 8   0 . 0 0 9 9 5 5 5 5 6   0 . 9 8 8 4 2 0 5 6 5   -   -   -   -   4 6 . 9 3 3 1   0 . 0 0 0 0 6 1   1   0 . 9 8 9 6   Ba rb a ra   3 8 . 8 1 1 0 2 2 3 5   0 . 0 2 1 3 3 3 3 3 3   0 . 9 7 6 2 1 2 2 6   4 4 . 3 1 8 9   1   4 0 . 7 1 5 9   1   4 4 . 0 0 8   0 . 0 1 7 1   0 . 9 9 9 5   0 . 9 7 6 8   Bo a t   3 8 . 4 8 0 6 8 8 2 6   0 . 0 1 7 6   0 . 9 9 0 4 8 5 0 3 1   -   -   -   -   4 2 . 4 1 9 1   0 . 0 0 0 1 2 5 8   1   0 . 9 6 0 8   L e n a   4 0 . 3 7 5 4 7 5 2 8   0 . 0 1 3 6 8 8 8 8 9   0 . 9 8 8 1 9 1 7 1 1   4 5 . 6 1 2 3   1   4 1 . 3 9 1 3   1   4 7 . 2 5 6 3   0 . 0 0 0 1 6 9 2   0 . 9 9 9 8   0 . 9 7 8 2   P a p p e r s   3 9 . 2 2 7 6 6 0 9 2   0 . 0 1 9 9 1 1 1 1   0 . 9 8 3 4 1 0 1 3 8   4 6 . 4 0 4 1   1   4 1 . 4 8 5 1   1   4 7 . 2 4 4 7   0 . 0 0 0 2 4 0 3   1   0 . 9 7 6 6       T a b l e   8 .   N CC   v a l ue s   b e t w e e n   t h e   p r o po s e m e t h o a n d   t h e   re fe r e n c e s   [ 16,   28 ,   29 ]   T y p e   o a t t a c k   N CC  o f   re fe r e n c e   [ 28 ]   N CC  o f   re fe r e n c e   [ 29 ]   N CC  o f   re fe r e n c e   [1 6 ]   N CC  o f   t h e   p r e s e n t   w o rk   J P E G   c o m p r e s s i o n   (2 0 )   0 . 8 126   0 . 9 7 1 2   0 . 9 9 6 1   1   G a u s s i a n   n o i s e   (0 . 0 0 1 )   0 . 8 9 9 6   0 . 9 7 6 2   1   1   S a l t   a n d   p e p p e r   n o i s e   (0 . 0 0 5 )   0 . 9 7 1 2   0 . 9 8 3 6   0 . 9 9 7 4   0 . 9 9 7 4   G a u s s i a n   f i l t e r i n g   (3 × 3 )   0 . 9 2 3 6   0 . 9 5 8 7   1   1   M e d i a n   f i l t e ri n g   (3 × 3 )   0 . 9 3 1 2   0 . 9 6 1 2   0 . 9 9 6 1   0 . 9 7 8 7   M e a n   fi l t e ri n g   (3 × 3 )   0 . 9 3 2 4   0 . 9 5 9 2   1   0 . 9 9 3 2   Z o o m   (0 . 5 )   0 . 9 9 8 5   0 . 9 8 2 6   1   1   U p p e r   l e f t   c o r n e r   c u t   1 / 4   0 . 9 1 8 3   0 . 7 9 5 2   0 . 9 9 0 0   0 . 9 9 9 8   Ro t a t i o n   (1 0 o )   0 . 6 5 3 1   0 . 7 5 1 2   0 . 9 2 6 7   0 . 9 7 9 7       T a b l e   9 .   N CC   v a l ue s   b e t w e e n   t h e   p r o po s e m e t h o a n d   t h e   re fe r e n c e   [27]   T y p e   o a t t a c k   Ba b o o n   i n   [2 7 ]   P re s e n t   w o rk   G a u s s i a n   n o i s e   (0 . 1 % )   0 . 9 6 9 5   1   G a u s s i a n   n o i s e   (0 . 3 % )   0 . 8 5 0 6   0 . 9 8 9 8   G a u s s i a n   n o i s e   (0 . 5 % )   0 . 7 8 7 1   0 . 9 8 8 3   S a l t   &   P e p p e n o i s e   (0 . 5 % )   0 . 9 2 3 5   0 . 9 9 7 5   S a l t   &   P e p p e n o i s e   (1 % )   0 . 8 5 0 5   0 . 9 8 2 5   S a l t   &   P e p p e n o i s e   (2 % )   0 . 7 8 7 5   0 . 9 7 9 1   S p e c k l e   n o i s e   (0 . 5 % )   0 . 9 2 8 4   0 . 9 720   S p e c k l e   n o i s e   (1 % )   0 . 8 3 4 1   0 . 9 0 9 0   S p e c k l e   n o i s e   (2 % )   0 . 7 3 9 6   0 . 8 5 5 6       5.   C O N C LU S I O N S   T hi s   p a pe p r e s e nt   m e t h o do l o gy   f o r   de t e c t i ng   m a ni pu l a t i o n   o n   g ra y   i m a ge s   s e nt   v i a   i nt e rne t   c ha nne l   t o   p r o t e c t   c o py ri g ht   a nd  i nt e l l e c t u a l   p r o pe rt i e s   f r o m   a t t a c ke rs   by   e m b e dd i ng   a   b l i nd  i m a ge   w a t e rm a rk .   T hi s   m e t h o do l o gy   w i l l   p r o v i de   m o r e   i m p r o v e m e nt s   i r o b us t n e s s ,   s e c u ri t y   a nd  s a f e t y   f o r   t h e s e   i m a ge s .   E m pl o y i ng  Ike d a   m a f o r   s c ra m b l i ng  w a t e rm a rk  i m a ge   a nd  c o nt o u rl e t   t ra ns f o rm   de c o m po s i t i o n   ( 4 - l e v e l s t o   s e l e c t   l o w e s t   e n e rg y   s ub - b a nd  f o r   e m b e d d i ng  w a t e rm a rk   i m a ge   w i l l   s up po rt   s e c u ri t y .   M o r e o v e r,   u s i ng   m o d i f i e A rno l d   C a t   m a t o   s e l e c t   ne w   po s i t i o ns   o f   t he   s c ra m b l e p i xe l s   i C T   c o e f f i c i e nt   w i l l ,   i p a rt i c u l a r,   p r o duc e   m o re   s a f e t y   a nd  s e n s i t i v i t y   t o   de t e c t   ha c k i ng .   V a ri o us   q u a l i t y   m a t ri c e s   s h o w   m o r e   i m p r o v e m e nt   a b o u t   1 0%   i i m pe rc e p t i b i l i t y   a nd  2 i r o b us t n e s s   c o m p a re w i t t he   v a l ue s   o f   o t h e w o rks .   T he s e   re l i a b l e   re s u l t s   a re   o b t a i n e b y   m e r ge   o pe ra t i o ns   o f   m a p s   w i t C T   c o e f f i c i e nt s   t o   a c hi e v e   t he   p u rpo s e   o f   t hi s   w o rk .   E m p l o y   pr e s e nt   m a ps   w i t re d u nd a nc y   w a v e l e t   c o e f f i c i e nt s   a nd   c o l o i m a ge s   f o m o r e   p r o t e c t i o a re   o u f u t u re   w o rks .         R EF ER EN C ES   [ 1]   P r a j a n t o   W a h y A di ,   Y a n i   P a r t i   A s t u t i ,   E g i a   R o s i   S u bhi y a kt o ,   I m pe r c e pt i b l e   I m a g e   W a t e r m a r ki ng   ba s e o C hi ne s e   R e m a i nd e r   T h e o r e m   o v e r   t he   E dg e s ,   P r oc .   E E C SI   2 017 ,   Y ogy a k ar t a ,   I nd one s i a ,   20 17.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.