I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m pu t er   Science   Vo l.   24 ,   No .   2 N o v em b e r   2 0 2 1 ,   p p 86 4 ~ 8 70   I SS N:  2 5 0 2 - 4 7 5 2 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijeecs.v 24 .i 2 . pp 86 4 - 8 70          864       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ee cs.ia esco r e. co m   Self  em bedding  di g ital wa termark  using  hybrid me t ho d ag a inst  co mpres sio n atta ck       Na s E dd ine  T o ua t i Abde l m o un a im   M o ula y   L a k hd a r   In fo rm a ti o n   P r o c e ss in g   a n d   Tele c o m m u n ica ti o n   Lab o ra to r y   (LT I T) ,   F a c u lt y   o f   Tec h n o lo g y ,     Un iv e rsity   TAHRI M o h a m m e d   Be c h a r,   Be c h a r,   Alg e ria       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   22 2 0 2 1   R ev is ed   Sep   22 2 0 2 1   Acc ep ted   Sep   27 2 0 2 1       In   th e   m o d e rn   ti m e   in tera c ti n g   with   d ig it a wo rl d   b e c o m e   sta n d a rd   li fe   a c ti v it y ,   h u m a n   n e e d   a   wa y   to   p r o tec p ro p e rti e a in d iv i d u a ls  o c o rp o ra ls,   a n d   we   d o   t h a b y   e m b e d d i n g   a   d ig it a m a rk   t o   t h e   tar g e t,   a n d   th is   tec h n iq u e   c a ll   d ig it a wa term a rk in g .   B u t   th e re   stil is  a   c h a n c e   to   m a n ip u lat e   o e v e n   re m o v e   th is  m a rk we   e m b e d   f o r   p r o tec ti o n   wit h   v a rio u a tt a c k s   l ik e   a d d in g   n o ise s,  c o m p re ss io n - d e c o m p re ss io n   o b it m a n ip u latio n s,  a n d   th a wh y   c o m p a n io n s,  i n d i v i d u a ls,  la b o ra t o ries   a re   stil d e v e lo p in g   n e m e th o d t o   e m b e d   th is   m a rk a n d   m a k e   t h e m   m o re   ro b u st   a n d   m o re   h a rd   to   d e tec fo o th e rs.   Th e re   a re   s o   m a n y   m e th o d fo r   d ig i tal  wa term a rk in g ,   s o   w e   c h o se   t h e   lea st  sig n ifi c a n b it wa term a rk in g   (LS B - wa term a rk in g t o   p ro v i d e   a n   in v isi b le  d i g it a wa term a rk in g ,   a n d   o n   t o p   o th a we   p r o c e e d   with   th e   b l in d   LS B - wa term a rk in g   m e th o   d   so   t h a we   d o n ' g e b in d   to   th e   o ri g i n a ima g e ,   a n d   f o o u r   a tt a c k   we   c h o se   c o m p re ss io n   j o in p h o to g ra p h ic  e x p e rts  g r o u p   (JPE G c o m p re ss io n   b e c a u se   it ’s  th e   m o st   u se d   m e th o d   fo r   ima g e   a n d   v i d e o s   c o m p re ss io n   a lo n g   with   si n g u lar   v a lu e   d e c o m p o siti o n   (S VD to   m a k e   o u m a rk   a ro b u st  a p o ss ib le.  An d   th e   re su lt we   g a in   fro m   o u m e th o d   a re   p ro m isin g   a n d   it   d i d   g iv e   a s h ig h   q u a li t y   d ig it a l   wa term a rk in g .   K ey w o r d s :   Dig ital w ater m ar k     Hy b r id   I m ag p r o ce s s in g     I n v is ib le   J PEG   L SB - wate r m ar k in g     SVD   T h is i 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 :   Nasr   E d d in T o u ati   I n f o r m atio n   Pro ce s s in g   an d   T elec o m m u n icatio n   L ab o r ato r y   ( L T I T ) Facu lty   o f   T ec h n o lo g y   Un iv er s ity   T AHRI  Mo h am m e d   B ec h ar   B ec h ar ,   Alg er ia   E m ail:  to u ati. n asre d d in e . d z@ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   Dig ital  wate r m ar k in g   is   an   im ag p r o ce s s   g r o u n d e d   o n   i m ag m an ip u latio n s   to   allo ws  u s   to   ad d   s o m in f o r m atio n   we  c h o s t o   o u r   im ag with   v is ib le  o r   i n v is ib le  way   an d   th at  d e p en d   o n   th e   u s o f   th at   in f o r m atio n ,   th er e   two   m ajo r   u s es  f o r   d ig ital  wate r m a r k in g ,   f ir s im ag au t h en ticatio n   a n d   im ag d ata  h id in g .   T h p u r p o s o f   im ag e   au th e n ticatio n   is   f o r   d etec tin g   m alici o u s   m an ip u latio n ,   b u th ese  o l d   m eth o d s   co n s id e r   s o m o th er   im ag m an ip u lati o n s   as  attac k s   lik co m p r ess i o n   an d   im ag en h an ce m en t,  an d   th p u r p o s e   o f   im ag d ata  h id in g   is   to   em b ed   s ec r et  in f o r m atio n   with in   t h co v er   im ag as  lar g as  p o s s ib le  with   m in im al  d eg r ad atio n   f o r   th e   co v e r   im ag e.   T h e r ef o r e ,   d ig ital  wate r m ar k in g   h av e   two   im p o r tan t   p ar ts   f o r   it  to   b e   co n s id er   p r ac tical  o n e   wh ic h   is   in v is ib ilit y   with o u d estr o y in g   t h v is u al  p r o p e r ties   an d   th r o b u s tn ess   o f   th d ig ital  wate r m ar k   [ 1] - [ 3 ] .   Ou r   tech n iq u is   q u a n tizatio n   co ef f icien ts - b ased   m an n e r   a n d   f o r   th o s r eq u ir em e n we  ar u s in g   least  s ig n if ican b its   wate r m ar k in g   ( L SB - wate r m ar k i n g )   b u t th ea r lier   m eth o d s   r eq u ir es  an   en cr y p tio n   with   a   k ey   s o   ev en   if   t h ey   d o n n ee d   th o r ig in al  im ag th ey r s till   b in d   to   th k ey   w h ich   th e y   ca n ex tr ac th e   m ar k   if   t h ey   lo s it,  h o wev er   o u r   tech n iq u e   wo r k   in   s m ar te r   wh y   wh ic h   d o n n ee d   th e   o r ig in al  im ag e   o r   a n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4 7 5 2       S elf  emb ed d in g   d ig ita l wa terma r u s in g   h yb r id   meth o d   a g a i n s t c o mp r ess io n   a tta ck   ( N a s r   E d d in To u a ti )   865   en cr y p tio n   f o r   th m ar k   b ef o r em b ed d in g   s o   n o   m o r n ee d   f o r   th k ey   an d   p r o v id th least d is to r tio n   o n   o u r   co v er   im ag with   th m o s t secu r ed   way .   T h e r ef o r e ,   as lo n g   a s   we  h av th p r o p er   eq u ip m e n t a n d   s o f twar we  will b ab le  to   em b e d   an d   ex tr ac th d ig ital w ater m ar k   with o u t p r o b lem .   T h is   q u an tizatio n   co e f f icien ts - b ased   tech n i q u with   th e   h elp   o f   s in g u lar   v alu d ec o m p o s itio n   ( SVD)   is   f o r   s elf - em b ed d i n g   d ig ital  wate r m ar k   wh e n ev er   th er e   jo in p h o to g r a p h ic   ex p er ts   g r o u p   ( J PEG)   attac k   ( co m p r ess io n   d ec o m p r ess io n )   is   ap p lied   a n d   its   will  b e m b ed d e d   in   all  th L SB   b its   f o r   m o r e f f icien cy .   An d   f o r   s u ch   r esu lts   we  wate r m ar k   t h q u an tizatio n   c o ef f i cien ts   with   8 x 8   m ar k ,   an d   wh en   th q u an tizatio n   o n   th d is cr ete  co s in tr an s f o r m   ( DC T )   is   ap p lied   th m ar k   w ill  b em b ed d ed   alo n g s id it  o n   th co v e r   im ag e   u s in g   th e   co ef f icien ts ,   b u t   in   n o r m al  p atter n   way   th e   d is to r t io n s   will  b h ig h   b ec au s we   ar u s in g   th 8 th   b it   in   ea ch   co ef f icien to   cr ea te  a   r o b u s d ig ital  wate r m ar k   o n   t h q u an tizatio n   co e f f icien ts   an d   th at  will  lead   to   m ajo r   d is to r tio n s   all  o v er   th e   co v er   an d   also   c o u ld   lead   to   m ak e   th d ig ital  wate r m ar k   to   b v is ib le,   SVD   m eth o d   p r o v id a   m an i p u lati o n   th at   ca n   h elp   u s   to   p r e v e n th is   p r o b lem   b y   cr ea tin g   co ef f icien ts   with   em b ed d e d   d ig ital  wate r m a r k   o n   t h 8 th   b it  f o r   t h m o s r o b u s tn ess   an d   also   as  in v is ib le   as  p o s s ib le.   T o   b m o r s p ec if ic  o u r   SVD - DC T   h y b r id   tech n iq u wo r k   as self - em b ed d in g   d ig ital w ater m ar k ,   b y   im p lem en tin g   it   as a   s leep in g   p ar am eter   t h at  g et  ac tiv ated   in   ca s o f   J PEG  c o m p r ess io n   attac k.       2.   RE VI E W   O F   RE L A T E W O RK S   I n   th p ast  y ea r s   d ig ital  im a g es  wate r m ar k in g   d e v elo p e d   q u ite  d r am atica lly ,   an d   th er e' s   s o   m an y   m eth o d s   an d   tec h n iq u f o r   th a t [ 4 ] [ 5 ] ,   a n d   its   ch an g f r o m   d o m ain   to   an o th e r   m ed ical ,   t elec o m m u n icatio n ,   co p y r ig h r e g is tr atio n   to   j u s s im p le  ef f ec f o r   im a g es  an d   v id eo s   [ 6 ] - [ 8 ] ,   b u ea c h   o n o f   th em   n ee d   s o m e   p ar am eter s   lik o r ig in al  im ag o r   k ey   to   ex tr ac th d ig ita wate r m ar k   co r r ec tly   [ 9 ] - [ 1 1 ] ,   wh ich   m ea n   b ig   p r o b lem   in   ca s lo s o r   d estro y   th is   p ar am eter s ,   th at  will  l ea d   to   in ca p ab ilit y   f o r   th e x tr ac tio n   [ 1 2 ] - [ 1 4 ] ,   i n   o th er   wo r d s   em b ed d in g   m ar k   in   th L SB   o f   im ag es  with   s im p le  m eth o d s   alo n e,   an d   n o u s in g   an y   en cr y p tio n s   o r   o t h er   d ata   h id in g   tech n iq u es  is   to o   f r a g ile  f o r   b e   u s ed   alo n to   co u n ter   an y   k i n d   o f   d ata   m an ip u latio n   [ 1 5 ] [ 1 6 ] .   B u in   th is   p ap er   we  p r o p o s s o lu tio n   f o r   th is   p r o b lem ,   b y   cr e atin g   m eth o d   t o   em b ed   d ig ital  wate r m ar k ,   a n d   ex tr ac tin g   it  af ter   r eg a r d less   f o r   th n ee d   f o r   a n y   o th er   p ar am eter s   u s in g   an y   s tan d ar d   L SB   ex tr ac tin g   m eth o d   to   g et  th wate r m ar k .       3.   RE Q UIR E K NO W L E DG E   3 . 1 .       SVD     Sin g u lar   v alu d ec o m p o s itio n   ( SVD )   is   n u m er ical   an aly s is   m eth o d   u s ed   to   an al y ze   m at r ices  with   m u ltip le  ap p licatio n ,   with   th is   tech n iq u we   ca n   d ec o m p o s m atr ix   th r ee   m atr ices  with   t h s am s ize  as  th o r ig in al  m atr ix   [ 1 7 ] [ 1 8 ] ,   wh er th e   a n d   co m p o n en ts   a r ×   r ea u n itar y   m atr ice s   with   s m all  s in g u lar   v alu es,  an d   th S   co m p o n en t   is   an   ×   d iag o n al  m atr i x   with   lar g er   s in g u lar   v al u en t r ies  wh ich   s atis f y   ( 1 , 1 ) ( 1 , 2 ) ( 1 , 3 ) ( 1 , 4 )   [ 1 9 ] .   B   is   th r ec o n s tr u cted   m atr ix   af ter   th i n v er s SVD  tr an s f o r m atio n   is   ap p lied   B   × ×  . [ 1 9 ]   s u ch   as f o r   t h m atr ix   A:     ( 1 2 3 4 5 6 7 8 9 )   an d   [ U,   S,  V]   SVD  ( A) ,   is :     = ( 0 . 21483724 0 . 88723069 0 . 40824829 0 . 52058739 0 . 24964395 0 . 81649658 0 . 82633754 0 . 3879427 8 0 . 40824829 ) ,     S = ( 1 . 68481034 + 01 0 0 0 1 . 06836951 + 00 0 0 0 4 . 41842475 16 ) ,     = ( 0 . 47967118 0 . 57236779 0 . 66506441 0 . 77669099 0 . 07568647 0 . 62531805 0 . 40824829 0 . 81649658 0 . 40824829 ) ,   an d   B   × ×     3 . 2 .       J P E G   J PEG  m eth o d   m ain ly   co n s is ts   o f   th r ee   s tep s ,   n am ely   DC T ,   q u an tizer ,   an d   en tr o p y   en co d e r .   Firstl y ,   we  ap p ly   two - d im e n s io n al  D C T   to   th n o n - o v er la p p in g   8 ×8   b lo ck s ,   th is   s tep   will  tr an s f o r m ed   t h o r ig i n al  im ag f r o m   t h s p atial  d o m ai n   to   th f r eq u en cy   d o m ain .   S ec o n d ly   th o b tain ed   DC T   co ef f icien ts   ar th en   tr e ated   with   th p r ed eter m i n ed   q u an tizatio n   c o ef f icien a n d   q u a n tized .   T h ir d ly   we  will  co o r d in ate  th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  24 ,   No .   2 No v em b er   2 0 2 1 86 4   -   8 70   866   q u an tized   DC T   co ef f icien ts   with   zig za g   s ca n n in g   o r d er   a n d   af ter   th at  r u n   len g th   en co d in g   ( R L E )   af ter   all  th is   we  g et  th co m p r ess ed   in f o r m atio n ,   an d   f o r   r ec o n s tr u ctin g   th in f o r m atio n   we  n ee d   to   g o   in   r e v er s f o r   all   th s tep s   [ 1 2 ] - [ 2 1 ] .   T h two - d im en s io n al  DC T :     2 (  ) ( ) ( ) 1 = 0 1 = 0 ( , )  ( 2 + 1 )  2  ( 2 + 1 )  2     ( 1 )     wh er e:   C ( m ) , C ( n ) = 1 2   f o r   m , n =0   an d   C ( m ) , C ( n ) = 1   o th e r wis e.   T h in v er s two - d im en s io n al  D C T :     2 (  ) 1 = 0 1 = 0 ( ) ( ) ( , )  ( 2 + 1 )  2  ( 2 + 1 )  2     ( 2 )     wh er an d   C ( m ) , C ( n ) = 1 2   f o r   m , n =0   an d   C ( m ) , C ( n ) =1   o th er wi s e.   F ( m ,   n )   is   th DC T   o f   t h s ig n al  f ( x ,   y )     3 . 2 .       L SB   L SB - wate r m ar k in g   m eth o d   is   u s ed   f o r   f r e q u en p r o ce s s es  to   em b ed   in f o r m atio n   i n   co v er   im ag e,   th at  we  ch an g th in s id o f   co v er   im ag p ix els  b y   b its   o f   t h s ec r et  m ess ag e.   W e   ch an g th f ir s b its   f r o m   th co v er   im ag e,   with   t h b it s   o f   o u r   s e cr et  m ess ag d ep e n d in g   o n   th e   n ee d e d   ch a n g es   ac co r d in g   to   th e   em b ed d e d   m ess ag e.   Usu ally   o n ly   th f ir s h alf   o f   th b its   o f   ea ch   p i x el  f r o m   th co v e r   im ag n ee d ed   to   b e   r ep lace d   with   s ec r et  m ess ag b its   b ec au s it’s  o n ly   n ee d ed   lo b its   f o r   em b ed d in g   th e   s e cr et  m ess ag e.   I n   Fig u r e   1 ,   an d   th is   ad ju s tm en ts   will  r esu lt  in   lo ch a n g es  in   in ten s ity   o f   t h co lo r s   b u it  wi ll  n o b e   n o ticea b l e   f o r   th h u m a n   ey es [ 2 ] [ 2 2 ] [ 2 3 ] .           Fig u r e   1 .   An   ex am p le  o f   3 rd   b i t L SB       4.   P RO P O SE M E T H O D   T h is   s ec tio n   is   f o r   d escr ib in g   o u r   tech n iq u e,   we  ar wate r m ar k in g   th q u a n tizatio n   co ef f i cien ts   ( Q)   f o r   th DC T   with   8 x 8   im ag to   g et  th Qw,   th en   we  ap p lies   th SVD  o n   b o u g h o f   th co e f f icien ts   an d   Qw  to   g et  th f allo win g   m atr ix   Uq ,   Sq ,   Vq   f r o m   Q,   an d   Uq w,   Sq w,   Vq f r o m   Qcw .   th en   w u s th Sq an d   r ev er s ed   th SVD  with   Uq   an d   Vq T   to   r ec r ea te  n ew  c o ef f icien ts   m atr ix   as  lik s h o wn   in   th ( 3 ) .   An d   t h is   m eth o d   g iv es  u s   an o th er   p r o p er ty ,   th at  wh en   th m o r th l o wer   o f   th q u an tizatio n   q u ality   th m o r r o b u s t   th d ig ital  wate r m ar k   a n d   b e h av with   s elf - em b e d d in g   o n   all  o v er   th o r ig in al  im a g e,   an d   th th a n k s   is   to   wate r m ar k in g   o n   th e   8 th   b it   an d   th at  wh y   it’s p e r f ec t f o r   co u n ter in g   J PEG  attac k s .     [ Uq ,   Sq ,   Vq ]   SVD  ( Q)   [ Uq w,   Sq w,   Vq w]   SVD  ( Q w)   ( 3 )   NQw  [   Uq   Sq ×  Vq wT   ]     Af ter   th at  we  co n tin u in   o u r   co m p r ess io n   an d   ap p lied   th e   DC T   o n   ea ch   8 x 8   b lo ck   o f   th co v e r   im ag e,   th d ig ital  wate r m ar k   will  b em b ed d ed   au to m atic ally   in   all  th 8 x 8   b lo ck s   o f   th co v er ,   we  will   n o tice  th er e   a   litt le  d if f er e n i n   th e   p o s itio n in g   ab o u t   th wa ter m ar k   b its   with   a   ch an g o n   b o u g h t   ax es  X   an d   eq u al  to   ( - 1, - 1 )   c o m p ar e d   t o   th o r ig in al  af ter   ex tr ac tio n .   Fig u r e s   2 ( a )   an d   2 ( b ) ,   an d   t h at  b ec au s o f   th e   DC T .   An d   o n   th e   o p p o s ite  o f   o th e r   tech n iq u es,  we   d o n n ee d   a n y   o th er   p ar a m eter s   to   ex tr ac t h d i g ital   wate r m ar k .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4 7 5 2       S elf  emb ed d in g   d ig ita l wa terma r u s in g   h yb r id   meth o d   a g a i n s t c o mp r ess io n   a tta ck   ( N a s r   E d d in To u a ti )   867       ( a )   ( b )     Fig u r e   2 .   T h u s ed   im a g f o r   wate r m ar k in g :   ( a )   o r i g in al  wate r m ar k   a n d   ( b )   th e x tr ac ted   m ar k         4 . 1 .       E m bedd ing   pro ce s s   I n   th is   s ec tio n ,   we  p r esen o u r   em b ed d in g   m eth o d .   Fig u r e   3 ,   a   q u a n tizatio n   co ef f ic ien ts - b ased   wate r m ar k in g   s ch em e.   B o th   t h em b ed d i n g   p r o ce d u r an d   ex tr ac tin g   p r o ce d u r ar in clu d ed .   T h o v er v iew   o f   th p r o p o s ed   d ig ital w ater m ar k in g   s ch em e   is   s h o wn .           Fig u r e   3 .   Diag r a m   o f   q u a n tizatio n   co ef f icien m eth o d       5.   RE SU L T   AND  DI SCUS SI O N   I n   o u r   ex p er im en tal  r esu lts ,   5 1 2 x 5 1 2   g r ay s ca le  im ag wh i ch   is   s h o wn   in   Fig u r e   4 ( a )   we r u s ed   as  co v er   im ag e .   wh en ,   we  e m b e d   th s ec r et  d ata  wh ich   c o n tai n   o u r   wate r m ar k   letter   T ,   w g o wate r m ar k ed   im ag with o u t   Fig u r e 4 (b ) - ( f )   n o ticea b le   d is to r tio n   in   ca s o f   h i g h er   q u a n tizatio n   co e f f ici en q u ality   an d   th e   lo wer   th q u ality   th m o r th d ig ital  wate r m ar k   b ec o m r o b u s tell  it  o v er wh elm   th m o s s ig n if ican b its   ( MSB )   v alu es.   Fig u r e s   4 ( b ) - ( i)   r ep r esen th d ig ital  wate r m ar k ed   im ag es   with   b o u g h s tan d a r d   an d   o u r   m eth o d   tech n iq u es  with   t h s am q u a n tizatio n   co ef f icien ts   v alu es,  an d   we  ca n   s ee   th e   d if f er en r ep r esen in   t h less   d is to r tio n   f o r   th p r o p o s ed   m e th o d .   An d   we  n o tice  th wate r m ar k   wo r k   lik d ef e n s tech n iq u ag ain s J PEG  attac k   an d ,   wh er it  is   b ec o m m o r a n d   m o r r o b u s an d   v is ib le  ea ch   tim e   we  lo w er   th q u an tizatio n   co ef f icien t s   v alu es,  we  n o tice  in   Fig u r e   4 ( b )   with   Q= 9 0 ,   th at  th d ig ital  wate r m ar k   o n   th 8 th   b its   is   co m p letely   in v is ib le  an d   th er e   n o   n o ticea b le  d is to r tio n   with   o u r   m eth o d   wh ile  in   Fig u r e   4 ( c)   with   Q= 9 0   th e   d is r o tio n   is   c o m p letely   v is ib le ,   an d   Fig u r e   4 ( d )   wi th   Q= 8 5   i ts   s im ilar   to   Fig u r e   4 ( b )   w h ile  u s in g   o u r   m eth o d ,   wh ile  Fig u r e   4 ( e )   g et  m o r d e s to r ed .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  24 ,   No .   2 No v em b er   2 0 2 1 86 4   -   8 70   868   Me an wh ile  o u r   n ew  d ig ital  w ater m ar k in g   m eth o d   in   Fig u r e   4 ( f )   with   Q =7 5   is   b etter   th a n   th n o r m al  m eth o d   in   Fig u r e   4 ( g )   with   th s am Q,   th e,   n o r m al  d i g ital  wate r m ar k   d ea lt  g r ea d is to r tio n   o n   th co v er   im ag e,   an d   ev en   m o r o n   lo w er   q u an tizatio n   co ef f icien ts   v alu es,  b u ev en   in   lo wer   v alu es  in   o u r   m eth o d   s till   b etter   a nd   th at  is   m a n if ested   in   Fig u r e   4 ( h )   with   Q= 3 5   i t’ s   l ittl b it  clea r e r   th e n   Fig u r e   4 ( i)   with   Q= 3 5 .   T h q u ality   o f   ea ch   g o o d   r esto r ed   im ag is   p r o v id e d   in   T a b le   1.             ( a )     ( b )   ( c )         ( d )     ( e )   ( f )         ( g )   ( h )   ( i )     Fig u r e   4 .   T h o r i g in al  im ag c o m p ar ed   to   wate r m ar k ed   im ag es :   ( a)   o r ig in al ,   ( b )   n ew  wate r m ar k ed   Q= 9 0 ,     ( c)   n o r m al  wate r m ar k e d   Q= 9 0 ,   ( d )   n ew  wate r m ar k e d   Q= 8 5 ,   ( e)   n o r m al  wate r m ar k e d   Q= 8 5 ,     (f)  n ew  wate r m a r k ed   Q= 7 5 ,   ( g )   n o r m al  wate r m ar k e d   Q= 7 5 ,   ( h )   n ew  wate r m ar k ed   Q= 3 5 ,   an d   ( i)   n o r m al  wate r m ar k e d   Q= 3 5       T h s tr u ctu r al  s im ilar ity   ( SS I M)   in d ex   q u ality   ass ess m en i n d ex   is   th r atio n   o f   th co m p u tatio n   o f   th r ee   ter m s ,   n am ely   t h co n tr ast  ter m ,   th lu m in an ce   ter m   an d   t h s tr u ctu r al   ter m .   T h e   o v er all  i n d ex   is   m u ltip licativ co m b in atio n   o f   th th r ee   ter m s   [ 2 4 ] .     SS I M( x , y )   [ l( x , y ) ] α [ c( x , y ) ] β [ s ( x , y ) ] γ \   ( 4 )     wh er e:       ( , ) =   2 µ µ + C 1 µ 2 + µ 2 + C 1    ,         ( , ) =   2 σ σ + C 2 σ 2 + σ 2 + C 2    ,           ( , ) =   σ  + C 3 σ σ + C 3     ( 5 )       T ab le  1 .   T h p ea k   s ig n al - to - n o is r atio   ( PS NR )   an d   m ea n   s tr u ctu r al  s im ilar ity   ( MSSI M)     v alu o f   ea c h   r ec o n s tr u cted   im ag e   Q u a n t i z a t i o n   c o e f f i c i e n t s   P S N R   ( d B )   M S S I M   Q   =   9 0   3 3 . 8 9   0 . 9 2 6 2   Q   =   8 5   3 2 . 6 8   0 . 8 8 0 1   Q   =   8 0   3 0 . 8 1   0 . 8 0 3 7   Q   =   7 5   2 9 . 6 3   0 . 7 3 2 6       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4 7 5 2       S elf  emb ed d in g   d ig ita l wa terma r u s in g   h yb r id   meth o d   a g a i n s t c o mp r ess io n   a tta ck   ( N a s r   E d d in To u a ti )   869   I n   th ex tr ac tio n   we  o b v io u s ly   d o n n ee d   all  th d ig ital  wate r m ar k s   with   em b ed   in   all  th co v er   we   o n ly   n ee d   o n e,   s o   we  ex tr ac all  th L S B   f r o m   th im ag th en   we  r u n   8 x 8   s ize  co n to u r   s ca n n er   to   d etec th d ig ital  wate r m ar k   lik Fig u r e s   5 ( a) - ( e) .   L ik e   wh at  we  a r n o ticin g   th er e   is   lo w - q u ality   e x tr ac tio n   ca s es,  b u t   it  s till   r ec o g n izab le  an d   f o r   th at  we  ad d   th r esh o l d   to   o u r   8 x 8   co n t o u r   s ca n n er   to   co n s id e r   ev er y   ca s ab o v e   8 0 % a s   v alid   r esu lt T ab le  2 .                 ( a)   ( b )   ( c)   ( d )   ( e)     Fig u r e   5 .   T h ex tr ac ted   wate r m ar k :   ( a)   b est  ex tr ac tio n   ca s e ,   ( b )   m e d iu m   ex tr ac tio n   ca s e ,     ( c)   m ed iu m   ex tr ac tio n   ca s e ,   ( d )   m ed iu m   e x tr ac tio n   ca s e ,   a n d   ( e)   lo wer   ex t r ac tio n   ca s e       R ec o n s tr u cted   m ag es   ar e v al u ated   b y   th p ea k   s ig n al - to - n o is r atio   PS NR ,   it’s  th e   m o s c o m m o n l y   u s ed   as a   m ea s u r o f   q u ality   f o r   im ag es c o m p r ess io n s ,   it   is   t h m o s t e asil y   d ef in ed   v ia  th m ea n   s q u ar ed   er r o ( MSE )   wh ich   f o r   th e   two   im a g es  o r ig in al   an d   th e   r ec o n s tr u cted ,   th e   PS NR   v alu ap p r o a ch es  in f in ity   as  th e   MSE   ap p r o ac h es  ze r o th is   m e an s   h ig h er   PS NR   v alu p r o v id es  h ig h er   im ag e   q u ality   [ 2 5 ] .   An d   th eq u atio n   d ef in ed   as  ( 6 )   an d   ( 7 ) ;     MSE   1  (   ) 2 = 1 = 1   ( 6 )     PS NR   10  10 ( 255 2  ( , ) )   ( 7 )     An d   s u r p r is in g ly   o u r   m eth o d   b eh av th s am wa y   in   in   tr a n s m is s io n   ch an n els wh ich   m e an   lo wer   th c h an n el   q u ality   th s tr o n g er   th r o b u s tn ess   o f   o u r   m ar k .       T ab le  2 T h r esh o ld   a n d   PS NR   o f   th ex t r ac ted   wate r m ar k   Ex t r a c t e d   mar k   Th r e s h o l d   c a l c u l a t e d   P S N R   ( d B )   a   1 0 0 %   3 0 . 0 3   ( A c c e p t e d   mar k )   b   9 3 . 3 %   2 9 . 1 1   ( A c c e p t e d   mar k )   c   9 4 . 1 %   2 8 . 9 4   ( A c c e p t e d   mar k )   d   7 1 . 2 2 %   2 7 . 5 6   ( R e j e c t e d   m a r k )       6.   CO NCLU SI O N   th is   p ap er   p r o p o s n ew  h y b r id   d ig ital  im ag e   wate r m ar k in g   m eth o d   b ased   o n   q u an tizatio n   co ef f icien an d   s in g u lar   v al u d ec o m p o s itio n   SVD,   wh ich   h elp s   u s   to   em b ed   d i g ital  wate r m ar k   in   t h 8 th   b it  o f   co v er   im a g with o u d is to r t in g   th co v er   an d   s till   in v is ib l e,   also   h av in g   d ef en s iv b e h av io r   ag ain s J PEG   attac k   th at  th d ig ital  wate r m ar k   b ec o m m o r r o b u s an d   m o r ag g r ess iv tell  th d ig ita wate r m ar k   ch a n g e   th p o s itio n   f r o m   th L SB   to   t h m o s s ig n if ican b its   ( MS B )   in   all  th p ix els  o f   th co v er   an d   b ec o m m o r e   v is ib le  to   h u m an   ey es  in   ca s o f   b ig   attac k s .   An d   in   ad d itio n   it’s  b eh av th s am with   ch an n el  n o is es  s u r p r is in g ly ,   an d   f o r   m o r ef f icien r esu lt  we  ar lo o k in g   to   ad d   m ac h in lear n in g   s e ctio n   to   o b tain   th ch an g in g   p atter n s   o f   th attac k s   to   p r ed ict  f u t u r es a ttack s ,   an d   p r ep a r m o r ef f icien t   way   to   co u n ter   th em .       ACK NO WL E DG E M E NT S   T h is   wo r k   is   s u p p o r ted   b y   I n f o r m atio n   Pr o ce s s in g   an d   T ele co m m u n icatio n   L ab o r ato r y   ( L T I T ) .         RE F E R E NC E S   [ 1 ]   S .   D .   L i n ,   S C .   S h i e ,   a n d   J.   Y .   G u o ,   I m p r o v i n g   t h e   r o b u s t n e s s   o f   D C T - b a s e d   i m a g e   w a t e r m a r k i n g   a g a i n s t   J P E G   c o m p r e s s i o n ,   C o m p u t e r   S t a n d a r d s   &   I n t e r f a c es ,   v o l .   3 2 ,   n o .   1 - 2 ,   p p .   5 4 - 6 0 ,   J u n .   2 0 1 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c s i . 2 0 0 9 . 0 6 . 0 0 4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  24 ,   No .   2 No v em b er   2 0 2 1 86 4   -   8 70   870   [2 ]   G .   K.  Wallac e ,   Th e   JPE G   stil l   p ictu re   c o m p re ss io n   sta n d a rd , ”  IEE T ra n sa c ti o n o n   Co n s u m e El e c tro n ics   v o l.   3 8 ,   n o .   1 ,   p p .   x v ii   x x x i v ,   F e b .   1 9 9 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / 3 0 . 1 2 5 0 7 2 .   [ 3 ]   N .   A l i a s   a n d   F e r d a   E r n a w a n ,   M u l t i p l e   w a t e rm a r k i n g   t e c h n i q u e   u s i n g   o p t i m a l   t h r e s h o l d , ”  I n d o n e s i a n   J o u r n a l   o f   E l e c t r ic a l   E n g i n e e r i n g   a n d   C o m p u t e r   S c ie n c e v o l .   1 8 ,   n o.   1 ,   p p .   3 6 8 - 3 7 6 ,   A p r .   2 0 2 0 ,     d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e e c s . v 1 8 . i 1 . p p 3 6 8 - 376.   [4 ]   A.   M o h a n a ra th i n a m ,   S .   Ka m a lraj,   G .   K.   D.   P Ve n k a tes a n ,   R V.   Ra v i ,   a n d   C.   S.   M a n i k a n d a b a b u ,   Dig i tal   wa term a rk in g   tec h n iq u e fo i m a g e   se c u rit y a   re v iew , ”  J o u rn a o Am b ien In telli g e n c e   a n d   Hu ma n ize d   Co mp u t in g ,   v o l .   1 1 ,   p p .   3 2 3 1 - 3 2 2 9 ,   S e p .   2 0 1 9 ,   d o i:   1 0 . 1 0 0 7 /s 1 2 6 5 2 - 0 1 9 - 0 1 5 0 0 - 1.   [5 ]   S .   Ha d d a d ,   G Co a tri e u x ,   A .   M G a u d ry ,   a n d   M ich e l   Co z ic,  Jo i n t   Wate rm a rk in g - E n c ry p ti o n - JPE G - LS   fo r   M e d ica l   Im a g e   Re li a b il it y   C o n tr o i n   En c ry p ted   a n d   C o m p re ss e d   Do m a in s , ”  IEE T ra n sa c ti o n o n   I n fo rm a ti o n   Fo re n sic s   a n d   S e c u rity ,   v o l.   1 5 ,   p p .   2 5 5 6 - 2 5 6 9 ,   F e b .   2 0 2 0 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /T IF S . 2 0 2 0 . 2 9 7 2 1 5 9 .   [6 ]   A .   Na g m   a n d   M .   S a fy ,   R o b u st  Wate rm a rk in g   Alg o rit h m   fo r   M e d ica Im a g e s ,   In d o n e sia n   J o u rn a o E lec trica l   En g i n e e rin g   a n d   C o mp u ter   S c ien c e ,   v o l.   1 4 ,   n o .   2 ,   p p .   0 1 - 1 4 ,   M a y .   2 0 1 9 ,   d o i:   1 0 . 1 1 5 9 1 / ij e e c s.v 1 4 . i 2 . p p a b - c d .   [7 ]   F .   Q .   A .   Al - Yo u s u f   a n d   R .   Di n ,   Re v iew   o n   se c u re d   d a ta  c a p a b il i t ies   o c ry p t o g ra p h y ,   ste g a n o g ra p h y ,   a n d   wa term a rk in g   d o m a in , ”  In d o n e sia n   J o u rn a o El e c trica En g in e e rin g   a n d   C o mp u ter   S c ien c e ,   v o l.   1 7 ,   n o .   2 ,     p p .   1 0 5 3 - 1 0 5 9 ,   F e b .   2 0 2 0 ,   d o i:   1 0 . 1 1 5 9 1 /i jee c s.v 1 7 . i 2 . p p 1 0 5 3 - 1 0 5 9 .   [8 ]   A .   M .   Ab d u laz e e z ,   D .   M .   Ha jy ,   D .   Q .   Zee b a re e ,   a n d   D .   A .   Ze b a ri ,   Ro b u st  wa term a rk in g   sc h e m e   b a se d   LW a n d   S VD   u sin g   a rti f icia b e e   c o lo n y   o p ti m iza ti o n ,   I n d o n e sia n   J o u rn a l   o El e c trica l   En g i n e e rin g   a n d   C o mp u ter   S c ien c e v o l.   2 1 ,   n o .   2 ,   p p .   1 2 1 8 - 1 2 2 9 ,   F e b .   2 0 2 1 ,   d o i:   1 0 . 1 1 5 9 1 / ij e e c s.v 2 1 . i 2 . p p 1 2 1 8 - 1 2 2 9 .   [9 ]   S G u ll ,   N A.   L o a n ,   S A.   P a ra h ,   J A.   S h e ik h ,   a n d   G.   M.   Bh a t ,   An   e fficie n wa term a rk in g   tec h n i q u e   f o tam p e r   d e tec ti o n   a n d   l o c a li z a ti o n   o m e d ica ima g e s , ”  J o u rn a l   o f   Amb ien In telli g e n c e   a n d   Hu m a n ize d   Co m p u ti n g ,   v o l.   1 1 ,   p p .   1 7 9 9 - 1 8 0 8 ,   De c .   2 0 1 8 ,   d o i 1 0 . 1 0 0 7 /s1 2 6 5 2 - 0 1 8 - 1 1 5 8 - 8.   [1 0 ]   S .   N.  P ra jwa las imh a ,   C .   S u p u th ra ,   a n d   C.   S .   M o h a n ,   P e rfo rm a n c e   a n a ly sis  o DCT  a n d   su c c e ss iv e   d iv isi o n   b a se d   d ig it a l   ima g e   wa term a r k in g   sc h e m e , ”  In d o n e sia n   J o u r n a l   o f   El e c t ric a En g in e e rin g   a n d   Co m p u ter   S c ien c e ,   v o l.   1 5 ,   n o .   2 ,   p p .   7 5 0 - 7 5 7 ,   A u g .   2 0 1 9 ,   d o i 1 0 . 1 1 5 9 1 / ij e e c s.v 1 5 . i2 . p p 7 5 0 - 7 5 7 .   [1 1 ]   A .   Ba m a traf,  R .   Ib ra h im,   a n d   M .   N .   B.   M .   S a ll e h ,   Dig it a Wate rm a rk in g   Al g o rit h m   Us in g   LS B , ”  2 0 1 0   In ter n a t io n a C o n fer e n c e   o n   C o mp u ter   A p p li c a ti o n a n d   In d u stria E lec tro n ics ,   Ja n .   2 0 1 1 ,   p p .   1 5 5 - 1 5 9 ,     d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /ICCAIE. 2 0 1 0 . 5 7 3 5 0 6 6 .   [1 2 ]     C C .   Ch a n g ,   P .   Tsa i,   a n d   C C .   Li n ,   S VD - b a se d   d i g it a ima g e   wa term a rk in g   sc h e m e ,   Pa tt e rn   Rec o g n it i o n   L e tt e rs ,   v o l .   2 6 ,   p p .   1 5 7 7 - 1 5 8 6 ,   J u l.   2 0 0 5 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 /j . p a trec . 2 0 0 5 . 0 1 . 0 0 4 .   [1 3 ]     R.   Aa rth i,   V.   Ja g a y n a ,   a n d   S .   P o o n k u n tran ,   M o d ifi e d   LS Wate rm a rk in g   f o Im a g e   Au th e n ti c a ti o n , ”  In ter n a t io n a l   J o u rn a o f   Co mp u ter   &   Co mm u n ica ti o n   T e c h n o l o g y v o l.   6 ,   p p .   5 - 8 ,   Ju n .   2 0 1 5 ,     d o i:   1 0 . 4 7 8 9 3 /IJCCT . 2 0 1 5 . 1 2 6 4 .   [1 4 ]   K .   Ku rih a ra ,   M .   Kik u c h ,   S .   Im a izu m m i,   S .   S h i o ta,  a n d   H .   Kiy a ,   An   En c ry p ti o n   t h e n   Co m p re ss io n   S y ste m   fo r   JPE G /M o ti o n   JP EG   S tan d a rd ,   IEI CE  T ra n sa c ti o n o n   F u n d a me n ta ls  o El e c tro n ics ,   Co mm u n ica ti o n a n d   Co mp u ter   S c ien c e s ,   v o l.   E 9 8 . A,  n o .   1 1 ,   p p .   2 2 3 8 - 2 2 4 5 ,   N o v .   2 0 1 5 d o i:   1 0 . 1 5 8 7 /t ra n sf u n . E9 8 . A.2 2 3 8 .   [1 5 ]   J .   M G a rc ia,   B .   P .   G S a l g a d o ,   V .   P o n o m a ry o v ,   R.   R.   Re y e s,  S .   S a d o v n y c h i y ,   a n d   C.   C.   Ra m o s,   An   e ffe c ti v e   fra g il e   wa term a rk in g   sc h e m e   fo c o lo ima g e   tam p e rin g   d e tec ti o n   a n d   se lf - re c o v e ry , ”  S ig n a Pr o c e ss in g Ima g e   Co mm u n ica ti o n ,   v o l .   8 1 ,   2 0 2 0 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 / j. ima g e . 2 0 1 9 . 1 1 5 7 2 5 .   [ 1 6 ]   O .   E v s u t i n ,   A .   M e l m a n ,   a n d   R .   M e s h c h e r y a k o v ,   D i g i t a l   S t e g a n o g r a p h y   a n d   W a t e r m a r k i n g   f o r   D i g i t a l   I m a g e s :   A   R e v i e w   o f   C u r r e n t   R e s e a r c h   D i r e c t i o n s , ”  I E E E   A c c e s s ,   v o l .   8 ,   p p .   1 6 6 5 8 9 - 1 6 6 6 1 1 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C E S S . 2 0 2 0 . 3 0 2 2 7 7 9 .   [1 7 ]   R .   Liu   a n d   T .   Tan ,   An   S VD - Ba se d   Wate rm a rk in g   S c h e m e   fo P ro tec ti n g   Ri g h tf u l ,   IEE T ra n sa c ti o n o n   M u lt ime d ia ,   v o l.   4 ,   n o ,   p p .   1 2 1 - 12 8 ,   M a r.   2 0 0 2 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 / 6 0 4 6 . 9 8 5 5 6 0 .   [1 8 ]     J F .   Ya n g   a n d   C .   L.   L u ,   Co m b i n e d   tec h n i q u e s o sin g u lar v a lu e   d e c o m p o siti o n   a n d   v e c to q u a n ti z a ti o n   f o ima g e   c o d in g , ”  I EE E   T ra n sa c ti o n s   o n   Im a g e   Pro c e ss in g ,   v o l .   4 ,   n o .   8 ,   p p .   1 1 4 1 - 1 1 4 6 ,   A u g .   1 9 9 5 ,     d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /8 3 . 4 0 3 4 1 9 .   [1 9 ]   X .   To n g   e a l . ,   Im a g e   Re g ist ra ti o n   W it h   F o u rier - Ba se d   Im a g e   Co rre latio n Co m p re h e n si v e   Re v iew   o f   De v e lo p m e n ts  a n d   A p p li c a ti o n s , ”  IEE J o u rn a o S e lec ted   T o p ics   in   Ap p li e d   E a rth   Ob se rv a ti o n a n d   Rem o te   S e n sin g ,   v o l.   1 2 ,   n o .   1 0 ,   p p .   4 0 6 2 - 4 0 8 1 ,   Oc t.   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 /JS TARS . 2 0 1 9 . 2 9 3 7 6 9 0 .   [2 0 ]   A .   Da p e n a   a n d   S .   Ah a lt ,   Hy b rid   DCT - S VD   Im a g e - Co d in g   Alg o rit h m , ”  IEE T ra n sa c ti o n o n   Circ u it a n d   S y ste ms   fo r V id e o   T e c h n o l o g y ,   v o l .   1 2 ,   n o .   2 ,   p p .   1 1 4 - 1 2 1 ,   F e b .   2 0 0 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 /7 6 . 9 8 8 6 5 8 .   [2 1 ]     F .   Hu a n g ,   X .   Qu ,   H .   J .   Kim ,   a n d   J .   Hu a n g ,   Re v e rsib le  Da ta  Hid in g   in   JPE G   Im a g e s , ”  IEE T ra n sa c ti o n o n   Circ u it a n d   S y ste ms   fo r   Vi d e o   T e c h n o lo g y ,   v o l .   2 6 ,   n o .   9 ,   p p .   1 6 1 0 - 1 6 2 1 ,   S e p .   2 0 1 6 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /T CS VT . 2 0 1 5 . 2 4 7 3 2 3 5 .   [2 2 ]   R .   K .   S i n g h ,   D .   K .   S h a w,  a n d   M .   J .   Ala m ,   E x p e rime n tal   S t u d ies   o f   LS B   Wate rm a rk in g   wit h   Diffe re n No ise , ”  Pro c e d ia   C o mp u ter   S c ien c e ,   v o l.   5 4 ,   p p .   6 1 2 - 6 2 0 ,   2 0 1 5 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 /j . p r o c s.2 0 1 5 . 0 6 . 0 7 1 .   [2 3 ]   G J .   Lee ,   E J .   Yo o n ,   a n d   K Y .   Yo o ,   n e LS b a se d   Dig it a Wate rm a rk in g   S c h e m e   with   Ra n d o m   M a p p i n g   F u n c ti o n , ”  2 0 0 8   In ter n a ti o n a S y mp o si u o n   Ub i q u it o u M u l ti me d ia   C o mp u ti n g ,   Oc t.   2 0 0 8 ,   p p .   1 3 0 - 1 3 4 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /UM C. 2 0 0 8 . 3 3 .   [2 4 ]   T .   Rich ter,   S S IM   a G lo b a Qu a l it y   M e tri c Diffe re n ti a G e o m e try   Vie w , ”  2 0 1 1   T h ir d   In ter n a ti o n a W o rk sh o p   o n   Q u a li ty o M u lt ime d i a   Exp e rie n c e ,   No v .   2 0 1 1 ,   p p .   1 8 9 - 1 9 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 /Qo M EX . 2 0 1 1 . 6 0 6 5 7 0 1 .   [2 5 ]   A .   Ho   a n d   D .   Zi o u ,   Im a g e   q u a li ty   m e tri c s:  P S NR  v s.   S S IM , ”  2 0 1 0   2 0 th   In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   P a tt e rn   Rec o g n it io n ,   Oc t.   2 0 1 0 ,   p p .   2 3 6 6 - 2 3 6 9 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /IC P R. 2 0 1 0 . 5 7 9 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.