T E L K O M N I K T elec o m m un ica t io n,  Co m pu t ing ,   E lect ro nics   a nd   Co ntr o l   Vo l.   18 ,   No .   2 A p r il 2 0 2 0 ,   p p .   1 0 7 9 ~ 1 0 8 8   I SS N:  1 6 9 3 - 6 9 3 0 ,   ac cr ed ited   First Gr ad b y   Kem en r is tek d i k ti,  Dec r ee   No : 2 1 /E/KPT /2 0 1 8   DOI : 1 0 . 1 2 9 2 8 /TE L KOM NI K A. v 1 8 i2 . 1 4 7 3 3     1079       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //jo u r n a l.u a d . a c. id /in d ex . p h p /TELK OM N I K A   Ro bust a udio   w a t erma rking  bas ed  o trans form do ma in and   SVD wi th  co mpre ss iv e s a mpling   f ra mewo rk       L edy a   No v a m iza nti G ela B ud im a n E ls a   Nur  F it ri  Ast u t i   S c h o o o f   El e c tri c a En g in e e ri n g ,   Telk o m   Un i v e rsity ,   In d o n e sia       Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   1 6 ,   2 0 1 9   R ev is ed   J an   1 4 ,   2 0 2 0   Acc ep ted   Feb   1 9 ,   2 0 2 0     Th e   g ro wt h   o th e   in ter n e a n d   d i g it a d a ta  h a re su lt e d   f o rg e ry ,   m o d ifi c a ti o n   a n d   sh a ri n g   o d i g it a d a ta  with o u p ro p e rty   rig h ts.  A u d i o   wa ter m a rk in g   is  o n e   o f   a   so lu ti o n   t o   p r o tec t h e   c o p y ri g h t   o a n   a u d i o   fro m   c o p y ri g h t   in frin g e m e n t.   Th is   p a p e r   p r o p o se a n   a u d io   wa term a rk in g   m e th o d   wh ich   is   ro b u st  a g a i n st  a tt a c k a n d   h i g h   c a p a c it y .   F irst,   a   sy n c h ro n iza ti o n   b it   is   a d d e d   to   th e   a u d io   h o st .   Afte th e   a u d io   h o st  i d e c o m p o se d   b y   Li fti n g   Wav e let  Tran sfo rm   ( LWT ) ,   t h e n   c h o o se   a   su b b a n d   fr o m   t h e   o u tp u o L WT   to   b e   tran sfo rm e d   b y   d isc re te  c o si n e   tran sfo rm   ( DCT ) .   Ne x t,   th e   m a tri x   o f     th e   sig n a fro m   DCT  is  se lec ted   f o t h e   sin g u lar  v a lu e   d e c o m p o si ti o n   ( S VD )   p ro c e ss ,   so   th a is  o b tain e d   U,  S   a n d   m a tri x .   S   m a tri x   is  e m b e d d e d   wit h     th e   wa term a rk .   Be fo re   th e   e m b e d d i n g   p r o c e ss ,   th e   wa term a r k   ima g e   is   c o m p re ss e d   b y   C o m p re ss iv e   S a m p li n g .   Th e   re su lt s h o w   th a t   th e   p ro p o se d   wa term a rk in g   sy ste m   is  h i g h l y   ro b u st  a g a in st  a   k in d   a tt a c k   o LP F ,   re sa m p li n g ,   a n d   li n e a sp e e d   c h a n g e   wh ich   is p r o v e n   b y   it BER   is  z e ro .   K ey w o r d s :   Au d io   w ater m ar k in g     C o m p r ess iv s am p lin g     D is cr ete  c o s in t r an s f o r m   L if tin g   w av elet  t r an s f o r m   Sin g u lar   v alu d ec o m p o s itio n   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e 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 :   L ed y No v a m izan ti   Sch o o l o f   E lectr ical  E n g in ee r in g ,   T elk o m   Un iv e r s ity ,   T elek o m u n i k asi   St. T er u s an   B u ah   B atu ,   B an d u n g   4 0 2 5 7 ,   I n d o n esia .   E m ail:  led y ald n @ telk o m u n i v e r s ity . ac . id       1.   IN T RO D UCT I O N   I n f o r m atio n   a n d   c o m m u n icatio n   tech n o lo g ies  ar e   g r o win g   r ap id ly ,   in d icate d   with   a   lo t   o f   d ata  tr af f ic  o n   th e   n etwo r k   in ter n et.   T h e   in ter n et  ca n   b f o u n d   v e r y   ea s ily   b y   u s er s   an d   e v en   b ec o m d aily   n ee d .     T h ea s in ess   o f   u s in g   it  ca u s es   th e   in ter n et  as  a   s o u r ce   t h at  u s ed   f o r   ac ce s s in g   an y   k in d   o f   in f o r m atio n     an d   d i g ital  co n te n ts   th at  m a k es  th s p r ea d in g   o f   m u s ic,   s o n g   an d   o th er   a u d io s   f ile  c an b e   co n tr o lled .     I b ec o m es   s p ec ial  atten tio n   f o r   ce r tain   p ar ties   b ec au s it  ca n   lead   to   lo s s es  s u ch   as  illeg al   d is tr ib u tio n ,   co p y r ig h in f r in g em e n t,  an d   illeg itima te   s h ar in g .   I h as  b ec o m e   n ec ess ity   to   m ain t ain   th in tellectu al  ch ar ac ter is tics   o f   d ig ital  co n t en t   f r o m   ce r tain   m e d ia.   W ater m ar k in g   b ec o m es   o n o f   t h e   s o lu tio n s   to   s o lv e     th p r o b lem .   W ater m ar k in g   i s   s ig n al  o r   d ig ital  p atter n   th at  is   em b ed d ed   in to   d ig i tal  im ag es,  v id eo ,     or   au d io   [ 1 ] .   T h r esu lt  o f   th wate r m ar k in g   d o es  n o alw ay s   p er f ec as  ex p ec ted .   I n   g en er al,   it  h ap p en e d   b ec au s e   o f   n o is th at  ca n   i n ter f er o r   ch an g th a u d io   f ile.   I n   th is   s tu d y   p r o p o s es  wate r m ar k in g   s ch em e     o n   au d i o .   T h er ar e   s ev er al  s tu d ies  r elate d   to   au d io   wate r m ar k i n g   u s in g   o n e   tr an s f o r m atio n   m eth o d .   E m b ed d e d   r o b u s wate r m a r k   o n   an   au d io   s ig n al   b ased   o n   t h L W T   m eth o d   ca n   r esis k in d   o f   attac k s ,   s u ch   as   lo w - p ass   f ilter ,   Gau s s ian   n o is e,   r esam p lin g ,   s alt  a n d   p ep p er   n o is e,   an d   co m p r ess io n .   T h is   m eth o d   ca n   s ec u r e   th co p y r ig h an d   g en er ate   th e   in teg r ity   o f   au d io   s ig n al   [ 2 ] Dh ar   an d   Sima m o r [ 3 ]   p r o p o s ed   L W T   m eth o d   is   co m b in ed   w ith   SVD  an d   Fas W al s h   Had am ar d   T r an s f o r m   th at  p r o d u ce   s o m an aly s is   s h o wed   th at  th o s e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l Vo l.  18 ,   No .   2 Ap r il 2 0 2 0 :    1 0 7 9   -   1 0 8 8   1080   m eth o d s   p r o v i d h ig h   r esil ien ce   ag ain s attac k s   in clu d in g   r e - s am p lin g ,   n o is e,   co m p r ess io n   o n   MP3     an d   c r o p p in g .   Ho wev er ,   th e   r e s u ltin g   au d i o   q u ality   is   n o t o p t im al .   T h e   n ex t   r elate d   r esear c h   is   ab o u t   t h e   DC T   m eth o d .   T h r esu lt  o f   t h r es ea r ch   is   th m et h o d   [ 4 ]   h as  a   q u ite  h i g h   r esil ien ce   a g ain s MP3   co m p r ess io n   attac k .   An o th er   r elate d   s tu d y   is   th L if tin g   wav elet  m et h o d   th at   h as  d e f icien cy   f o r   s elf - ad ap tab ilit y ,     th is   s ch em with o u t   u s in g   SNR   h as  n o y et  ac h iev ed   r esis tan ce   to   lo w   p ass   f ilter in g ,   a d d itiv n o is e,   n o is e     r em o v al   [ 5 ] Fro m   th e x p er i m en tal  r esu lts ,   au th o r s   [ 6 ]   h a v p r o v e d   th wate r m ar k   em b e d d in g   d o es n o t m ak e   q u ite  a   b ad   au d io   s ig n al,   b u t h er h as  to   b a n o th e r   im p r o v em en o n   th e   p a r o f   th e   ex t r a cted   im ag e In   [ 7 ] ,     it   h as  h ig h   r esis tan ce   to   at t ac k   b y   th L W T   m eth o d ,   b u t   th d r awb ac k   is   th at  th r es u ltin g   SNR   h as  n o f u lf illed   th e   d esire ,   ju s a p p r o ac h ed   it.  B ased   o n   m a n y   r esear ch   r esu lts ,   SVD  h as  b ee n   p r o v en   ef f ec tiv e   i n   d ig ital w ater m ar k in g ,   in clu d i n g   in   im ag wate r m a r k in g   tech n iq u es  [ 8 ,   9 ]   a n d   au d io   [ 10 - 13 ] .     Oze r   et  al.   [ 10 ]   p r o p o s ed   an   a u d io   wate r m a r k in g   s ch em e   u s in g   s h o r t - tim f o u r ier   tr an s f o r m   ( STFT )   b ased   o n   SVD.   I n   th is   m eth o d ,   th s y s tem   is   d if f icu lt  to   d ete ct  wate r m ar k s   th at  a r attac k e d   b y   s im p le  n o is e.   B h at  et  al.   [ 11 ]   in tr o d u ce d   th au d io   wate r m ar k in g   m eth o d   b ased   o n   DW T   an d   q u an tizatio n   in d e x   m o d u latio n   ( QI M) .   T h e   tech n iq u is   s tr o n g   ag ain s s ev er al   attac k s .   Ho wev er ,   th r esu lti n g   s ig n al   to   n o is r atio   ( SNR )   is   s lig h tly   ab o v 2 0   d B .   T h au th o r s   [ 1 1 ,   1 2 ]   p r o p o s ed   a n   au d io   wate r m ar k in g   s ch e m in   tr an s f o r m   d o m ain   an d   b ased   o n   SVD.   T h s y s tem   d esig n s   ch ao tic  s eq u e n ce s   o n   b in ar y   wate r m ar k s   t o   in cr ea s co n f id en tiality .   Al - Nu ai m y   et  al.   [ 13 ]   ap p lies   th wate r m ar k in g   m eth o d   to   th B lu eto o th - b ased   au to m atic  s p ea k er   id e n tific atio n   s y s tem .   Ho wev er ,   im p r o v em en ts   in   en d u r a n ce   ar n ee d ed .   An   au d io   wate r m ar k   h as  g o o d   r esis tan ce   an d   g o o d   SNR   v alu es  w h en   th DW T   an d   DC T   m eth o d s   ar co m b in ed ,   an d   th co m p a r is o n   with   L W T - DC T - SVD  is   n o b etter   th an   th DW T - DC T   m eth o d ,   th s h o r tco m i n g s   o f     th p ap er   ar th i n cr em en tal   b it  s y n c h r o n izatio n   an d   C p r o ce s s es  o n   th wate r m ar k   s till   an   er r o r   wh en     it  is   b ein g   ex tr ac ted   [ 14 ] .   I n   s u b s eq u en p ap er s ,   th p r o p o s ed   s ch em p r o d u ce s   r o b u s r esis tan ce   to   h y b r id   attac k s   an d   d esy n ch r o n izatio n ,   b u its   s h o r tco m in g s   s till   h av m an y   im p er f ec tio n s   [ 15 ] .   I n   [ 16 ] th p r o p o s e d   s ch em h a s   th r o b u s tn ess   to   v o lu m etr ic   s ca lin g   attac k s   w h ich   is   cr u cial  d r awb ac k   o f   th co n v en tio n al  QI M - b ased   wate r m ar k in g   alg o r ith m .   T h e   s ch em e   also   s u f f icien tly   r esis tan to   co m m o n   m eth o d s   o f   s ig n al   p r o ce s s in g   as  attested   b y   th r esu lts   o f   t ests   in   s ec tio n   I V.   I n   ad d itio n ,   th ex tr ac t o r   o f   th i s   m eth o d   d o es  n o t   r eq u ir t h o r ig in al  a u d io   s ig n al  f o r   wate r m ar k   ex tr ac tio n .   T h p ap er   also   tr y   to   im p r o v th r esis tan ce   o f     th m eth o d   b y   im p r o v in g   th ad ap tiv ar r an g em en o f   th ef f icien cy   co ef f icie n ts   an d   also   b y   in cr ea s in g     th s y n ch r o n izatio n   o f   th e x tr ac to r   in   th wate r m a r k   ex t r ac tio n   [1 7 ] .   I n   th is   p ap e r ,   L W T - DC T - SVD  m eth o d   is   s elec ted   in   o r d er   to   g et  b etter   r esu lt   o f   th wate r m ar k S o ,   th p er f o r m an ce   o f   au d io   wate r m ar k in g   will  b i m p r o v ed   s u ch   as   au d io   q u ality   im p r o v em e n t,  h ig h er   r o b u s tn ess   to   th attac k ,   an d   h ig h er   ca p ac ity .   T h wate r m a r k in g   p r o ce s s   is   d iv id e d   in to   two   s tag es   th at  ar e   em b ed d in g   a n d   ex tr ac tin g   s t ag e .   T h em b ed d i n g   s tag is   f o r   in s er tin g   th e   wate r m ar k   b its   o n   t h a u d io   h o s t .   T h f ir s p r o ce s s   is   to   r ea d   t h au d io   h o s s ig n al   th at  will   th r o u g h   a n   co m b in ed   with   s y n ch r o n izatio n   b its .   T h en   ap p ly   th L W T   p r o ce s s   is   ap p lied   f o r   s u b b an d   f r e q u en cy   s elec tio n .   Af ter   th at ,   th DC T   p r o ce s s   i s   ap p l ied   with   th f r eq u e n cy   s u b b an d   wh er e   it  is   tr an s f o r m in g   th e   au d io   h o s s ig n al   with   a   s elec t ed   f r eq u en cy   f r o m   tim d o m ain   to   f r eq u en cy   d o m ain .   T h o u t p u o f   th DC T   p r o ce s s   will  ap p ly   an   SVD  p r o ce s s   wh er th r esu lt  is   m an ip u latio n   m atr ix   th er ar e   , ,   an d     m atr ix .     an d     m atr ix   will  b f o r war d e d   to   SVD  R ec o n s tr u ctio n ,   wh ile  th   m atr ix   will  b m o d if ied   b y   wate r m ar k   f o r   e m b ed d in g   p r o ce s s .   At  QI M,     m atr ix   will   be   in s er t ed   with   th e   wate r m ar k ,   p r e v io u s ly   t h r o u g h   a   co n v er t in g   p r o ce s s   o f   two - d im en s io n al  m atr ix   p r o ce s s   th at  co n tain ed   in   th wate r m ar k s   to   o n d im en s io n   in   th p r e - p r o c ess in g .   A f ter   th at th ac q u is itio n     o f   co m p r ess iv s am p lin g   is   ap p lied   f r o m   a n   o r ig in al  m atr i x   to   th s m aller   m atr ix .   An d   th e   ex tr ac tio n   s tag   is   to   tak wate r m a r k   b it s   o n   th wate r m a r k ed   au d i o .   I n   t h ex tr ac tio n   s tag e,   wate r m a r k ed   a u d io   is   r ea d     an d   th d etec tio n   s y n ch r o n iza tio n   b it  is   ap p lied   an d   th r esu lt  will  b s en t   to   th n ex p r o ce s s   is   th s am e     as  th em b ed d in g   p r o ce s s   u n til  g ettin g   ̂   m atr ix   f r o m   th e   SVD  p r o ce s s .   Nex t,  th ̂   m atr ix   f r o m   SV D     p r o ce s s   will  b ex tr ac ted   b y   QI e x tr ac tio n   p r o ce s s .   Af ter   th at,   th C r ec o n s tr u cti o n   p r o ce s s   p r o d u ce   co m p r ess ed   wate r m ar k .     T h is   p ap er   ar d escr ib ed   as  f o llo ws:   s ec tio n   2   d escr ib e s   b asic  th eo r y   o f   au d io   wate r m ar k in g   an d   th m eth o d   em b ed d in g ,   s ec tio n   3   d escr ib e s   an   au d io   wate r m ar k in g   m o d el,   t h em b e d d in g   an d   th e   ex tr ac tio n   p r o ce s s ,   s ec tio n   4   d escr ib e s   t h r esu lt  an d   an aly s is   o f   s ev er al  p er f o r m an ce   p ar am ete r s ,   wh ile  th co n clu s io n   d escr ib es in   s ec tio n   5 .       2.   RE S E AR CH   M E T H O D     2 . 1 .     L if t ing   wa v elet   t ra ns f o r m   ( L WT )   W av elet  tr an s f o r m   is   lin ea r   tr an s f o r m atio n   th at   alm o s s im ilar   to   th Fo u r ier   tr an s f o r m ,   with   o n e   im p o r tan d if f er en ce wav elet   tr an s f o r m   allo ws  th p lace m en o f   tim with in   th c o m p o n en ts   o f   d if f er en t   fre q u e n cies  f r o m   th s ig n al   p r o v id e d .   W av elet  tr a n s f o r m   is   th tim e - f r e q u en cy   d ec o m p o s itio n   m eth o d .   L if tin g   wav elet  tr an s f o r m   is   o n o f   ty p f r o m   wav elet  tr an s f o r m   [ 2 ] .   T h liftin g   s ch em is   s im p le  m eth o d     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l         R o b u s t a u d io   w a terma r kin g   b a s ed   o n   tr a n s fo r d o ma i n   a n d   S V w it h ....   ( Led ya   N o va miz a n ti)   1081   to   ad ju s th d esig n   o f   b io r th o g o n al  wav elet.   L if tin g   W av e let  T r an s f o r m   p r o ce s s   is   d iv id ed   in to   th r ee   s tep s ,   th er ar e:      2 . 1 . 1 .   Split   Sp li t tin g   th d ata  in   L W T   h a s   p r o ce s s   as  f o llo s p lit  th d ata  in to   two   s m aller   s u b s e ts   ( d etail)   th er ar 1 f o r   ev e n   s eq u en ce   an d   1   f o r   o d d   s eq u en ce .   T h s ig n a l is:         =   { }   ( 1 )     t h len g th   o f   ea ch   s u b s et  is   h alf   o f   th e   Or ig in al  s u b s et.   T h e   s p lit p r o ce s s   in   L W T   is   ca lcu lated   as f o llo ws:     (      ) =   ( 1 , 1 )   ( 2 )     1 =   {   1 =      , 2     }            ( 3 )     1 =   { 1 ,   =    , 2 +   1 }     ( 4 )     t h f o r m u la   f o r   I L W T   is   u s ed   to   p r o ce s s   r etu r n s   th e   s ig n al  as   th o r ig in al   s ig n al.   T h e   eq u ati o n   o f   s p lit  p r o ce s s   in   I L W T   is   as f o llo w:     1 = ( 1 )   ( 5 )     2 . 1 . 2 .   P re dict io n   Pre d i c tio n   s tep   is   to   p r ed ict  th s u b s et  b ased   o n   th lo ca l c o r r elatio n   in   th o r ig in al  d ata.   Pre d ict  is   to   u s th ev en   an d   o d d   s eq u e n ce .   T h en ,   r e p lace   th d etail  as   th d if f er en ce   b etwe en   d ata  an d   p r ed ictio n .     I f   p r ed ictio n s   ar e   r ea s o n ab le,   th d if f er en tials   in   th d ata  ( 1 )   will  b s m all,   an d   th at  co n tai n s   in f o r m atio n   m u ch   less   th an   th o r ig in al  s u b s ets ( 1 ) T h p r ed ictio n   p r o ce s s   i s   ca lcu lated   as f o llo w:      1   =   1   ( 1 )                        ( 6 )     with   (  )   is   th an ticip atio n   f u n cti o n   th at  ca n   b e x p r ess ed   p r e d i ctio n   o p er ato r   ( ) .   T h f u n ctio n   o f   (  )   ca n   ch o o s th co r r esp o n d in g   d ata   ( 1 ) T h e   p r ed ictio n   p r o ce s s   in   I L W T   is   ca lcu lated   as f o llo w:     1 = ( 1 )   ( 7)     2 . 1 . 3 .   Upda t   Up d ate  is   ap p lied   af ter   p r e d ictio n   s tep s .   Up d ate  an d   m ain t ain   s o m g lo b al  p r o p er ties   o f   d ata  with   o r ig in al  d ata.   Up d ate  is   o n o f   th av er a g v alu s u b s et  p r o d u ce   f ea tu r es  m a y   n o b s am with   th o r ig in al   d ata.   So ,   it  tak es  p r o ce s s   o f   r en ewa to   m ain tain   th ch ar a cter is tics   o f   th o r ig in al  d ata.   T h er ef o r e,   we  ap p ly   th u p d ate  p r o ce s s .   Up d ate  p r o ce s s   is   ca lcu lated   as f o llo w s :       1   = 1   + ( 1 ) ,   ( 8 )     with   1   is   th lo f r eq u en cy   o f    .   T h r esu lts   in   th co n s tr u cted   wav elet  tr an s f o r m   ar e   also   d if f er en t.    T h f o r m u la   o f   p r e d ictio n   p r o ce s s   in   I L W T   ca n   b d ef in e d   a s   f o llo w s :     =   ( 1 , 1 ) ,   ( 9 )     2 . 2 .     Dis cr et co s ine t ra ns f o r m   ( DCT)   DC T   is   tr an s f o r m ed   f u n ctio n   wh ich   v er y   p o p u lar   u s ed   in   s ig n al  p r o ce s s in g .   DC T   tr an s f o r m     th s ig n al  f r o m   th tim d o m ain   to   th f r eq u e n cy   d o m ain   a n d   is   ab le  to   s h o f r ag m e n ts   o f   au d i o   s ig n als  in   th s u m m ar y   o f   th co s in f u n ctio n   i n   d if f er e n f r e q u en cie s .   DC T   is   u s ed   to   co n v e r th e   d ata  in to   a   s u m   o f   co s in wav tr ay   o f   d if f er en t f r eq u en cies  [1 8 ] .   DC T   p r o ce s s   ca n   b d e f in ed   as f o llo ws:     ( ) = ( ) ( ) c os ( ( 2 1 ) ( 1 ) 2 ) 1 = 0 ; = 0 , 1 , . 1                                          ( 1 0 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l Vo l.  18 ,   No .   2 Ap r il 2 0 2 0 :    1 0 7 9   -   1 0 8 8   1082   w ( ) =   { 1 ,                                                                     = 0       2 ,                               = 1 , 2 , . , 1                                                                     ( 1 1 )     with     is   th n u m b er   o f   s am p les  an d   ( )   o f   th au d io   s ig n al.   DC T   ca n   r ed u ce   d is to r tio n   to   th s ig n al  wate r m ar k in g   b ec au s DC T   h as  a   f ea tu r e   th at  h as  an   e n er g y   b u f f er   o n   s o m s am p les  s ig n al.   T h e   f o r m u la   o f   I DC T   p r o ce s s   is   d ef in ed   b y   f o r m u la  ( 1 2 ) .     ( ) =   ( ) ( ) 1 = 0 c os   2    ( 1 2 )     w ith   = 1 , 2 , 3 ,   1 ( )   is   DC T   r esu lt,  an d   ( )   1   f o r   = 0   an d   ( ) = 2   f o r   = 1 , 2 , 3 , 1 .     2 . 3 .     Sin g ula v a lue dec o m po s it io ( SVD)   Sin g u lar   Valu Dec o m p o s itio n   is   m eth o d   th at  u s ed   to   d ec o m p o s m atr ix .   Fo r   ex am p l e ,   we  h av   m atr ix   f o r   th SVD  p r o ce s s .     m atr ix   is   d ec o m p o s ed   in to   th r ee   co m p o n e n ts ,   th er e   ar t wo   o r th o g o n a l   m atr ix   an d   d iag o n al  m atr ix   co n tain in g   s in g u lar   v alu es.   T h er ar s o m m ain   p r o p er tie s   o f   SVD.   T h f ir s t,  s in g u lar   v alu e   o n   th au d io   h as  g o o d   s tab ilit y   s o   th at  wh e n   th au d io   is   g i v en   s lig h tly   attac k s ,   th s in g u lar   v alu in   th e   au d i o   d o es  n o ch an g s ig n if ica n tly .   T h s ec o n d ,   t h au d io   q u ality   will  n o b af f ec ted   ev e n   th o u g h   th er was  litt le  ch an g to   th s in g u la r   v alu e.   An d   th last ,   s in g u lar   v alu e   s er v es  to   r ep r esen t     th p r o p e r ties   o f   th au d io .   T h er ar s ev er al  s tag es  f o r   SVD  g en er al  p r o p er ties   s u ch   as  tr an s p o s e,   f lip ,   r o tatio n ,   s ca lin g   [1 9 ] .   Giv en   a n y   ×   m atr ix   A lg o r ith m   to   f i n d   m atr ics    an d     is   ca lcu lated   u s in g     =       ( 1 3 )     with      as  th o r th o g o n al  m a tr ix ,     as  d iag o n al  m at r ix   a n d     as  o r th o n o r m al  m atr ix   [ 20 ]   T h e   I n v er s Sin g u lar   Valu D ec o m p o s itio n   ( I SVD)   ca n   b d ef in ed   as f o llo ws :     1 = ( 1 ) 1 1 1 = 1   ( 1 4 )     2 . 4 .     Co m press iv s a m pli ng   ( CS)     C o m p r ess iv Sam p lin g   is   m eth o d   o f   c o m p r ess io n   to   ta k th least  am o u n o f   r an d o m   s am p le  f o llo wed   b y   th e   p r o jectio n   tr a n s f o r m atio n   p r o ce s s .   B asicall y ,   th is   tec h n iq u e   is   a   way   to   s im p lify   th e   s ig n al .   An   ex am p le  o f   wh en   we  h av s ig n als  th at  ar m illi o n s   o f   b y tes  we  ca n   zo o m   o u to   o n ly   f ew  h u n d r ed   k ilo b y tes.  C ca n   r ec o n s tr u ct   s ig n al  with   u s in g   n u m b e r   o f   r a n d o m   m ea s u r em e n is   ca lled   th s am p lin g   m atr ix   an d   s ig n al  s h o u ld   b r ar e   [ 21 ] .   s ig n al  u s in g   n u m b e r   o f   r an d o m   m ea s u r e m en ts   ca lled   m atr ix   s en s in g   an d   th s ig n al   is   r ar e.   s ig n al    is   k - s p ar s wh e n   all  elem en ts   o f   k   a n d     ar e   n o n - ze r o .   Fo r   y   is   ca lcu latio n   v ec to r ,   an d     is   a   s am p lin g   m atr ix   o f   ×  N ,   t h en   th em b ed d in g   p r o ce s s   is   ca lcu lated   u s in g     th f o llo win g   f o r m u la:     =   .     ( 1 5 )     B asic ally ,   C co n s is t s   o f   two   co m p o n en ts th r ec o v er a b ilit y   an d   s tab ilit y .   R ec o v er a b ilit y   d is cu s s es  ab o u th e   ty p o f   m ea s u r em e n m atr ix   a n d   r ec o v er y   p r o ce d u r es .   I ts   f u n ctio n   is   to   en s u r th r esto r atio n   o f     th r ig h t o f   all  s ig n als wh ich   a r r ar e - k   ( k - n o n ze r o s )   an d   to   e n s u r th ap p r o p r iate  m ea s u r e m en t o f   h o m u ch   to   en s u r r ec o v e r y .   On   th o th er   h an d ,   s tab ilit y   s er v es  to   ad d r ess   th is s u o f   r esil ien ce   in   r ec o v er y   an d   wh ile  it  is   th m ea s u r em en t   o f   th n o is an d /o r   im p r o p e r   s p ar s ity   [ 22 ] .   T h s u b ject  o f   th s t ab ilit y   o f   C lear n   is s u es  o f   h o ac cu r ate  c o u ld   r esto r ap p r o ac h   C s ig n al  in   s u ch   s itu atio n s .   T h r esu lts   o f   th e   s tab ilit y   th at   h as b ee n   s et  f o r   t h m o d el  1 min imiz a tio n   ca n   b d e f in ed   as f o llo ws   [ 22 ]     ̂   =     | | | | ,   ( 1 6 )     with     =   × .   Sig n s   | |   | |   is   th n o r m   o r   len g th   o f   th elem e n t s   co n tai n ed   th e r ein ,   o r   if   | |     | |   as  in   eq u atio n   m ea n s   th n o r m   o f   elem e n   o f   n o r m e d   v ec t o r   s p ac e.   W h er th v alu o f     is   m atr ix   len g th   g en er ated   af ter   th ex tr ac tio n   p r o ce s s .   T h o u tp u o f   t h is   s ig n al  is   th m in im u m   v alu o f   th s p a r s s ig n al  g en er ated   f r o m   th e   p r ev i o u s   ca lcu latio n   [ 22 ] .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l         R o b u s t a u d io   w a terma r kin g   b a s ed   o n   tr a n s fo r d o ma i n   a n d   S V w it h ....   ( Led ya   N o va miz a n ti)   1083   2 . 5 .     Q ua ntiz a t io n   ind ex   m o du la t io ( Q I M )   Qu an ti za tio n   in d ex   m o d u latio n   ( QI M)   is   an   ef f icien m e th o d   o f   co m p u tin g   wate r m ar k in g   with   ad d itio n al  in f o r m atio n .   T h is   m eth o d   ca n   b a p p lied   t o   th tim o r   f r eq u en cy   d o m ain ,   o r   af ter     th tr an s f o r m atio n   p r o ce s s .   T h er ar two   s tag e s   o f   th QI em b ed d in g   wate r m ar k in g .   T h f ir s t,  m o d u late  th wate r m ar k   i n   th i n d ex   th at  th r esu lt  is   ca lled   q u an tizer .   T h s ec o n d ,   q u an tif y   s ig n al  h o s ted   o n     s p ec if ic  f r eq u e n cy   with   q u an tizer   v alu th at  m atch es th w ater m ar k   th at   em b ed d e d   in to   t h h o s t sig n al   [ 23 ] .     2 . 6 .     Sp re a s pect rum   Sp r ea d   s p ec tr u m   is   co m m u n icatio n   m eth o d   wh ich   co m m u n icatio n   s ig n als  ar d is tr ib u ted   ac r o s s   th av ailab le  f r eq u e n cy   s p e ctr u m ,   f o r   s p r ea d   in f o r m ati o n   s ig n als  o v er   a   wid er   b a n d wid th   to   p r e v en t   in f o r m atio n   in ter r u p tio n s .   T h e   ter m   s p r ea d   s p ec tr u m   is   u s ed   b ec a u s o n   th is   s y s tem   th e   tr a n s m itted   s ig n al  h as   b an d wid t h   th at  wid er   th an   th b an d wid th   o f   th e   in f o r m at io n   s ig n al.   SS   o n   wate r m ar k in g ,   T h em b e d d ed   wate r m ar k   in f o r m atio n   lin ea r l y   ad d s   th m o d u lated   SS   s eq u en ce   to   th h o s t' s   au d io   s ig n al   [ 24 ] .   T h co llab o r atio n   b etwe en   L W T ,   DC T ,   an d   SVD  as  t h p r e - p r o ce s s in g   f o r   a   h o s au d io   is     an   ef f ec tiv e   tr an s f o r m   m et h o d   to   y ield   th e   s ig n al  with   s tr o n g   en e r g y .   T h is   will  im p ac t   a   v er y   g o o d   m ed iu m   f o r   h i d in g   th e   in f o r m atio n   b y   QI m eth o d .   I n   th s am ti m e,   th wate r m ar k   is   co m p r e s s ed   b y   C b ef o r hi d d en   b y   QI m eth o d ,   th u s   th wate r m ar k   p a y lo ad   will in c r ea s e.   T h SS   m eth o d   in   th is   p ap er   is   u s ed   to   ad d   th ab ilit y   o f   th e   au d i o   wate r m ar k in g   m eth o d   to   b r o b u s t to   d elay   attac k .       3.   P RO P O SE AL G O R I T H M   I n   th e   p r o p o s ed   au d i o   wate r m ar k in g   tech n iq u e,   th s y s te m   d iv id e d   in t o   3   p r o ce s s es,   s u ch   as :   wate r m ar k ,   em b e d d in g ,   an d   ex tr ac tio n .   W ater m ar k   is   d ata  th at  in s er ted   to   au d io   h o s t.  E m b ed d in g   is     wate r m ar k   in s er tio n   p r o ce s s   in to   an   a u d io   s ig n al  h o s t.  E x tr ac tio n   is   in f o r m atio n   r etr iev al  p r o ce s s .     T h p r o ce s s   o f   th th r ee   s tag es is   ex p lain ed   in   th is   s ec tio n .     3 . 1 .     P r o ce s s ing   s t a g f o wa t er m a r k   T h em b ed d in g   p r o ce s s   is   p r e s en ted   as f o llo ws:   Step   1   :   R ea d   wate r m ar k   wh ich   is   an   im ag m atr ix    .   Step   2   :   C o n v er m atr ix   f r o m   th tw o - d im en s io n al  m atr i x   in to   o n e   d im en s io n   at  p r e - p r o cc ess in g ,   s o   th at  it p r o d u ce s   ( ) .   Step   3     Ap p ly   th e   co m p r ess iv s am p lin g   ac q u is itio n   p r o ce s s   o f   one - d im en s io n   m atr i x   in to   th e   s m aller   s ize   m atr ix .   Usi n g   ( 1 5 ) ,   it  p r o d u ce s   ( ) .     3 . 2 .     E m bedd ing   s t a g e   T h p r o p o s ed   wate r m ar k   em b ed d in g   p r o ce s s   is   s h o wn   in   Fig u r e   1.   T h em b ed d i n g   p r o ce s s   is   p r esen ted   as f o llo ws:   Step   1   :     R ea d   o f   s ig n al  au d io   h o s t   ( ( ) )   i n to   th m atr ix   o f   o n d im en s io n .     Step   2     Ad d   s y n ch r o n ize  b its   to   au d i o   h o s t.  T h is   p r o ce s s   u s e s   Sp r ea d   Sp e c tr u m   m et h o d .   Step   3   :   Ap p ly   th e   L W T   p r o ce s s   to   d e f in f r eq u en cy   p o i n ( ( ) ) C alcu late  u s in g   f o r m u la  ( 2 ) ,   ( 3 ) ,   ( 4 ) ,   ( 6 ) ,   an d   ( 8 ) .       Step   4     Ap p ly   th DC T   p r o ce s s ,   wh er th p r o ce s s   o f   tr an s f o r m atio n   f r o m   tim d o m ain   to   f r eq u en cy   doma in   ( ( ) ) C alcu late  u s in g   f o r m u la  ( 1 0 )   an d   ( 1 1 ) .   Step   5   :   Ap p ly   SVD  p r o ce s s ,   with   th e   ( )   d ec o m p o s ed   b ec o m ,   ,   an d     m atr ix .   T h e     an d     m atr i x   f o r war d e d   to   SVD  R ec o n s tr u ctio n ,   wh ile  th   Ma tr ix   d o   th QI M   p r o ce s s C alcu lat u s in g   f o r m u la  ( 1 3 )   Step   6     E m b ed   t h wate r m ar k   th at  alr ea d y   th r o u g h   s ev e r al  s tag e s   i n to     m atr ix ,   th en   th r esu lt  p r o d u ce s   th m atr ix   th at  h as b ee n   co m b in ed       ̂   m atr ix .   Step   7   :   Ap p ly   th e   I SVD  p r o ce s s   f o r   m ix   th m atr ix       an d       ̂ ,   th en   th r e s u lt  p r o d u ce s   ̂ ( ) .   Step   8   :   Ap p ly   th e   I DC T   p r o ce s s ,   wh er th e   tr an s f o r m atio n   p r o c ess   to   co n v e r th e   f r eq u en cy   d o m ai n   s ig n al   ̂ ( )   to   th tim d o m ain ,   th e n   th r esu lt p r o d u ce s   ̂ ( ) .   Step   9   :   Ap p ly   th I L W T   p r o ce s s   to   r esto r th s ig n al  as  th o r ig in al  s ig n al.   T h r esu lt  o f   t h p r o ce s s   is     an   au d io   s ig n al  th at  h as b ee n   wate r m ar k ed ,   wate r m a r k ed   au d io   ̂ ( ) .   Step   1 0   :     C o m b in th Sy n c h r o n izatio n   s ig n als with   th au d io   h o s t.   Step   1 1   :     C alcu late  t h Sig n al  to   No is R atio   ( SNR )   an d   Ob jectiv Dif f er en t G r a d af ter   g ettin g   th ̂ ( ) .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l Vo l.  18 ,   No .   2 Ap r il 2 0 2 0 :    1 0 7 9   -   1 0 8 8   1084       Fig u r 1 .   E m b ed d in g   p r o ce s s       3 . 3 .     E x t r a ct io n sta g e   T h p r o p o s ed   wate r m ar k   e x t r ac tio n   p r o ce s s   is   s h o wn   in   Fig u r 2 T h ex tr ac ti o n   p r o ce s s     is   p r esen ted   as  f o llo ws:   Step   1   :   R ea d   o f   wate r m ar k e d   au d io   ̂ ( )   in to   th m atr ix   o f   one   d im en s io n .   Step   2   :   Ap p ly   d etec tio n   s y n ch r o n izati o n   b it to   p r ev e n t e r r o r   o n   th e m b ed d in g .   Step   2   :   Ap p ly   th L W T   p r o ce s s   to   d ef in f r eq u en c y   p o in t .   C alcu la te  u s in g   f o r m u la  ( 5 ) ,   ( 7 ) ,   an d   ( 9 ) ,   th e n   th r esu lt p r o d u ce s   ̂ ( )   .   Step   3   :   Ap p ly   th DC T   p r o ce s s ,   s am as th em b ed d in g   p r o ce s s .   C alcu late  u s in g   f o r m u la  ( 1 2 ) .   Step   4     Ap p ly   th e   SVD  p r o ce s s .   wh er th r esu lt  is   m an ip u latio n   b ec o m m at r ix     an d   .   M atr ix     an d     f o r war d e d   to   SVD  R ec o n s tr u ctio n ,   wh ile  th   m atr ix   m o d i f ied   b y   wate r m ar k C alcu late   u s in g   f o r m u la  ( 1 4 )     Step   5   :   T ak th   m atr ix   to   ex t r ac t th e   wate r m ar k   b it   ̂ ( ) .   Step   6   :   Ap p ly   th C S r ec o n s tr u ctio n   p r o ce s s   ̂ ( ) .   Step   7   :   T h p r o ce s s   o f   co n v er tin g   b it s   f r o m   o n d im e n s io n   to   two   d im en s io n s   in   p r e - p r o ce s s in g ,   th en   g et   th wate r m ar k   ̂ ( ) .   Step   8   :     Per f o r m   ca lcu latio n s   f o r   th e   v alu o f   B it E r r o r   R ate  ( B E R ) .           Fig u r e   2 .   E x tr ac tio n   p r o ce s s       T h ex tr ac tio n   p r o ce s s   is   p r es en ted   as f o llo ws:   Step   1   :   R ea d   o f   wate r m ar k e d   au d io   ̂ ( )   in to   th m atr ix   o f   one   d im en s io n .   Step   2   :   Ap p ly   d etec tio n   s y n ch r o n izati o n   b it to   p r ev e n t e r r o r   o n   th e m b ed d in g .   Step   2   :   Ap p ly   th L W T   p r o ce s s   to   d ef in f r eq u e n cy   p o i n t .   C alcu late  u s in g   f o r m u la  ( 5 ) ,   ( 7 ) ,   an d   ( 9 ) ,     th en   th r esu lt p r o d u ce s   ̂ ( )   .   Step   3   :   Ap p ly   th DC T   p r o ce s s ,   s am as th em b ed d in g   p r o ce s s C alcu late  u s in g   f o r m u la  ( 1 2 ) .   Step   4     Ap p ly   th e   SVD  p r o ce s s .   wh er th r esu lt  is   m an ip u latio n   b ec o m m at r ix     an d   .   M atr ix     an d     f o r war d e d   to   SVD  R ec o n s tr u ctio n ,   wh ile  th   m atr ix   m o d i f ied   b y   wate r m ar k C alcu late   u s in g   f o r m u la  ( 1 4 )     Step   5   :   T ak th   m atr ix   to   ex t r ac t th e   wate r m ar k   b it   ̂ ( ) .   Step   6   :   Ap p ly   th C S r ec o n s tr u ctio n   p r o ce s s   ̂ ( ) .   Step   7   :   T h p r o ce s s   o f   co n v er tin g   b it s   f r o m   o n d im e n s io n   to   two   d im en s io n s   in   p r e - p r o ce s s in g ,   th en   g et   th wate r m ar k   ̂ ( ) .   Step   8   : Per f o r m   ca lcu latio n s   f o r   th e   v alu o f   B it E r r o r   R ate  ( B E R ) .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l         R o b u s t a u d io   w a terma r kin g   b a s ed   o n   tr a n s fo r d o ma i n   a n d   S V w it h ....   ( Led ya   N o va miz a n ti)   1085   4.   RE SU L T   AND  ANA L YS I S   T h is   s ec tio n   ex p lain s   th r esu lts   o f   C p er f o r m an ce s   o n   wate r m ar k ,   au d i o   wate r m ar k i n g   s ch em p er f o r m an ce   b ef o r an d   af ter   attac k s ,   an d   th co m p a r is o n   with   an o th er   r esear ch es.  T h an aly s is   r esu lts   ca n   b s ee n   f r o m   th e   v alu e   o f   B E R ,   SNR   an d   ODG  u s in g   MA T L AB   s im u latio n .   T h e   au d io   f iles   u s ed   in   th is   wate r m ar k in g   s y s tem   ar e   * . wav   f iles   with   s am p lin g   f r eq u en cy   o f   4 4 1 0 0   Hz  an d   s ter e o   s o u n d   ch an n els.    T h au d io   u s ed   is   p i an o ,   g u ita r ,   b ass ,   d r u m s   a n d   co n v er s atio n al  s o u n d s   ac co m p an ied   b y   a   litt le  m u s ic.     4 . 1 .     CS  perf o r m a nce  on   w a t er m a r k   T h s y s tem   is   test ed   b y   u s in g   d if f er e n wate r m ar k   s i d es  an d   d if f er e n co m p r ess io n   r atio s .     T h en   th b est  co m p r ess io n   r atio   ch o s en   to   b u s e d   in   th n e x test   s ce n ar io .   T h is   s tu d y   u s es  wate r m ar k   in   b in ar y   im ag with   s ize  o f   1 0   ×  1 0   p ix els.  Fig u r e   3   s h o ws  th wate r m ar k   im ag u s ed   in   th s y s tem .   T ab le  1   d is p lay s   th r esu lts   o f   C S testi n g           Fig u r 3 .   W ater m ar k   im ag e       B ased   o n   T ab le  1 ,   th g r ea ter   th co m p r ess io n   r atio ,   t h f aster   th tim r eq u ir e d .   B ased   o n   Fig u r 4 ,   th h ig h e r   th e   p ix el   v alu e,   th b etter   th im a g q u ality   will  b e.   I f   th p i x el  v alu e   is   lar g e   an d   co m p r ess ed   with   s m all  b it  co m p r ess io n   r atio ,   th en   th em b ed d e d   wate r m ar k   will  b g r ea ter .   I n   th is   s tu d y ,   th 3 2 - b it  s id an d   0 . 0 3   c o m p r ess io n   r ati o   ar u s ed ,   s o   th at  th wate r m a r k   e n ter ed   is   s m aller ,   s o   th tim tak en   is   s m aller .   T h u s ,   th g r ea ter   th v alu o f   t h b it  an d   p ix el  c o m p r ess io n   r a tio   u s ed ,   th b etter   th q u ali ty   o f   th r esu ltin g   wate r m ar k   ex tr ac tio n .   Fig u r e   4   s h o ws th wate r m ar k s   r esu lt   with   d if f er en r atio   co m p r ess io n .                     Fig u r 4 .   W ater m ar k   im ag w ith   r atio   co m p r ess io n   0 . 0 2 5   to   0 . 0 3       T ab le  1 .   C S p er f o r m an ce   with   32   p ix el    B i t   R a t i o   C o m p r e ssi o n   C o m p r e ss i o n   r a t i o   El a p se d   t i m e   ( s)   0 . 0 2 5   7 5 %   19 . 3 4 9 7 0 3   0 . 0 2 6   8 7 . 5%   8 . 3 3 0 4 8 2   0 . 0 2 7   8 7 . 5%   8 . 8 1 5 9 0 5   0 . 0 2 8   8 7 . 5%   12 . 0 7 8 9 0 3   0 . 0 2 9   8 7 . 5 0 %   8 . 1 5 8 1 7 3   0 . 0 3   1 0 0 . 0 0 %   6 . 7 7 4 7 7 4       4 . 2 .     Sy s t e m   perf o r m a nce  be f o re   a t t a c k   T h er ar e   s o m p ar am eter s   in   th s y s tem s ,   s u ch   as:  f r am len g th   ( N fr a me ) q u an tizatio n   b it  d e p t h   ( n b it ) ,   s u b b an d   th r esh o ld   ( th r ) ,   an d   wav elet  d ec o m p o s itio n   lev el  ( N ) All  p ar am eter s   ar o p tim ized   to   r ea ch   o p tim al  p er f o r m an ce .   O p tim al  p er f o r m a n ce   in   wate r m ar k in g   is   h o to   f in d   p ar am eter   v alu es  wh ich   y iel d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l Vo l.  18 ,   No .   2 Ap r il 2 0 2 0 :    1 0 7 9   -   1 0 8 8   1086   b alan ce   p er f o r m a n ce   b etwe en   im p er ce p tib ilit y   p ar am et er   ( SNR /ODG) ,   r o b u s tn ess   p ar am eter   ( B E R ) ,     an d   wate r m ar k   p ay l o ad   o r   ca p ac ity   ( C ) .     Fig u r 5   d is p lay s   th tr a d e - o f f   b etwe en   SNR ,   C   an d   B E R   with   v ar iab le  s am p le  n u m b er   p er   f r a m e   ( N fr a me )   p ar am eter   in   r an g e   [ 1 2 8 ,   2 5 6 ,   512,   1 0 2 4 ] .   SNR   is   d is p lay ed   with   y - ax is   r an g e   6 2 - 8 0   DB ,   B E R   is   d is p lay ed   with   y - ax is   r a n g 0 - 0 . 3 ,   a n d   p a y lo ad   is   d is p lay e d   with   y - ax is   r an g 0 - 3 5 0   b p s .   T h f ig u r s h o ws  th wate r m ar k in g   tr ad e - o f f   th at  wh en   SNR   is   g ett in g   b etter   o r   h ig h er ,   th e n   B E R   i s   g ettin g   wo r s o r   h ig h er ,   an d   th p ay lo a d   is   g ettin g   wo r s also .   T ab le  2   s h o ws  th r an g o f   o p tim ized   p ar am eter s   an d   th o p tim al   p ar am eter s   as th o p tim izatio n   p r o ce s s   r esu lt .           Fig u r 5 I m p er ce p tib ilit y ,   r o b u s tn ess   an d   p ay lo ad   p ar am eter   t r ad e - o f f         T ab le  2 .   Per f o r m an ce   r esu lt o f   o p tim al  p ar am ete r s       N   N f r a m e   N b i t   T h r   ODG   S N R   B ER   C   R a n g e   1 - 4   1 2 8 - 1 0 2 4   1 - 10   0 . 9 , 0 . 1 , 0 . 0 0 0 0 1           O p t i mal   P a r a m e t e r s   1   2 5 6   2   0 . 9   - 0 . 0 4 9 8   5 3 . 8 1 7 1   0   1 7 2 . 2 6       4 . 3 .     P er f o r m a nce  s y s t em   a f t er   a t t a c k s   T h er ar e   5   d if f er e n g en r o f   s o n g s   th at  test ed   with   f iv attac k s .   T h o p tim izatio n   p r o ce s s   is   to   o b tain   B E R ,   SNR ,   ODG  an d   C   with   all  p ar am eter s   t h at  ar e   ch an g ed .   T h e   o p tim al  p ar a m eter s   ar f o u n d   wh e n   g ettin g   th h ig h est  SNR ,   th l o west  B E R ,   an d   th h ig h est  p ay lo ad .   T h is   o p tim izatio n   p r o ce s s   i s   m an d ato r y   s tep   to   d o   in   a n   au d io   wate r m ar k in g   b ec au s th im p e r ce p ti b ilit y ,   r o b u s tn ess ,   an d   wate r m ar k   ar n o d ir ec tly   p r o p o r tio n al  to   ea ch   o th e r .   W u s u ally   ca ll  it  a s   tr ad e - o f f .   I f   th im p er ce p tib ilit y   p ar am e ter   is   g ettin g   b etter ,   th en   th e   r o b u s tn ess   p ar am ete r   an d   ca p ac ity   is   ev e n   wo r s e,   a n d   th is   a p p lies   o t h er wis e.   T ab le  3   is   t h a v er ag e   y ield   r esis tan ce   ( B E R )   o f   th b est  p ar am eter   test   u s in g   v ar io u s   attac k s .   T ab le  4   s h o ws  th p er f o r m a n ce   s y s tem   af ter   b ein g   g iv en   attac k   u s in g   th o p tim al  p ar am e ter   d is p lay ed   in   T ab le  2 T a b le  4   also   d is p lay s     th p er f o r m an ce   co m p ar is o n   with   th p r ev io u s   r esear ch .   B alan ce   p er f o r m a n ce   m ea n s   th s tan d ar d   p er f o r m an ce   f o r   an   au d i o   wa ter m ar k in g ,   s u ch   as  SNR   m u s b m o r th a n   2 0   d B ,   OD s h o u ld   b e   m o r e     th an   - 1 ,   B E R   s h o u ld   b e   less   t h an   2 0 %,  a n d   wate r m ar k   p ay l o ad   ca n   b e   ad ju s ted   to   as  h ig h   as  p o s s ib le  wh en   it  is   p o s s ib le.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l         R o b u s t a u d io   w a terma r kin g   b a s ed   o n   tr a n s fo r d o ma i n   a n d   S V w it h ....   ( Led ya   N o va miz a n ti)   1087   T ab le  3 .   Per f o r m an ce   s y s tem   af ter   a ttack s   A t t a c k s   Fs   B ER   ( A f t e r )   W a t e r m a r k   A t t a c k s   S p e e d   B ER   ( A f t e r )   W a t e r m a r k   LPF   3 0 0 0   0     S p e e d   C h a n g e   1%   0     6 0 0 0   0     5%   0     9 0 0 0   0     1 0 %   0     B P F   1 0 0 - 6k   0 . 5     P i t c h   S h i f t i n g   1%   0 . 4 7     50 - 6k   0 . 4 4     2%   0 . 4 7     25 - 6k   0 . 2 8     4%   0 . 4 7     R e sa mp l i n g   1 1 0 2 5   0     N o i se   5   d B   0 . 5     1 6 0 0 0   0     1 0   d B   0 . 5     2 2 0 5 0   0     2 0   d B   0 . 5     M P 3   C o m p r e ssi o n   3 2 k   0 . 4 9     D e l a y   1 0   S a m p l e   0 . 1 2     6 4 k   0 . 4 8     1 0 0   S a mp l e   0 . 5     1 2 8 k   0 . 4 6     1 0 0 0   S a mp l e   0 . 5 2     1 9 2 k   0 . 1 5     1 0 0 0 0   S a mp l e   0 . 4 8     Ti me   S c a l e   1%   0 . 1 5     Eq u a l i z e r     0 . 4 6     2%   0 . 3 6     Ec h o     0 . 4     4%   0 . 2 5                 T ab le  4 .   Per f o r m an ce   c o m p a r is o n   R e f .   R o b u st n e ss / B ER   ( %)   I mp e r c e p t i b i l i t y / S N R   C a p a c i t y   ( b p s)   LPF   6 k   LPF   9 k   R e sa mp l i n g   1 6   k H z   R e sa mp l i n g   2 2   k H z   [ 16 ]   NA   9   ( 1 2 k )   3 . 9 7   6   ( 2 4 k )   20   9 3 . 7 5   [ 25 ]   6   NA   NA   0   3 3 . 4 7   1 7 2 . 4   [ 26 ]   0 - 6   0 - 14   0 - 14   0 - 14   9 - 26   6 1 5 . 2   P r o p o se d   0   0   0   0   9 - 2 8   d B   1 7 2 . 2 6       5.   CO NCLU SI O N   SVD  b ased   r o b u s au d io   wate r m ar k in g   with   co m p r ess iv s am p lin g   f r am ewo r k   o n   th wat er m ar k   h as  b ee n   p r o p o s ed .   I n   th is   s ch e m e,   co m p r ess iv s am p lin g   is   u s ed   to   co m p r ess   th wate r m ar k   s o   t h at  m o r in f o r m atio n   ca n   b in s er ted   i n to   th au d io   h o s t.  SVD  T h s y s tem   is   ab le  to   p r o d u ce   h ig h   r esil ien ce   with     B E R   0   an d   ca p ac ity   1 2 7 . 2 6 .   T h b est  p ar am ete r s   f o r   th is   wo r k   ar 2 5 6   f r am e   len g th ,   2   q u an tizatio n   b its ,   an d   1 6   b it  d e p th ,   0 . 0 0 3   alf a,   th r es h o ld   0 . 9   ,   an d   wav elet   lev el  i s   1 .   T h a u d io   wate r m ar k in g   alg o r ith m   is   h ig ly   r o b u s t a g ain ts   L PF ,   r esam p lin g ,   an d   li n ea r   s p ee d   c h an g e   attac k s .       RE F E R E NC E S   [1 ]   I.   Iwu t ,   e a l. ,   Op t imiz a ti o n   Of  Disc re te  Co sin e   Tran sfo rm - Ba se d   Im a g e   Wate rm a rk in g   b y   G e n e ti c Alg o rit h m ,   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   C o mp u ter   S c ien c e ,   v o l .   4 ,   n o .   1 ,   p p .   9 1 - 1 0 3 ,   Oc t o b e r   2 0 1 6 .   [2 ]   C.   Xu e so n g ,   e a l. ,   Du a Dig it a Au d io   Wate rm a rk in g   Alg o rit h m   Ba se d   o n   LW T,   Pro c e e d in g   o 2 0 1 2   In ter n a t io n a C o n fer e n c e   o n   M e a su re me n t,   In f o rm a ti o n   a n d   C o n tr o l p p .   7 2 1 - 7 2 5 ,   2 0 1 2 .   [3 ]   P .   K.  D h a a n d   T.   S h im a m u ra ,   Bli n d   L WT - Ba se d   Au d io   Wate rm a rk in g   Us in g   F a st  Wa lsh   Ha d a m a rd     Tran sfo rm   a n d   S i n g u lar  Va lu e   De c o m p o siti o n ,   2 0 1 4   IE EE   In t e rn a ti o n a l   S y mp o siu o n   Circ u it a n d   S y st em   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l Vo l.  18 ,   No .   2 Ap r il 2 0 2 0 :    1 0 7 9   -   1 0 8 8   1088   (IS CAS ) ,   p p .   1 2 5 - 1 2 8 ,   2 0 1 4 .   [4 ]   G .   Zen g   a n d   Z.   Qiu ,   Au d io   wa t e rm a rk in g   in   DCT:  Emb e d d i n g   st ra teg y   a n d   a lg o rit h m ,   In t e rn a t io n a l   Co n f e re n c e   on  S ig n a Pro c e ss in g   ( ICS P ) ,   p p .   2 1 9 3 - 2 1 9 6 ,   2 0 0 8 .   [5 ]   R.   Wan g   a n d   P .   Ch a i,   n e a d a p ti v e   a u d i o   wa term a rk in g   a lg o rit h m   fo r   c o p y ri g h t   p r o tec ti o n ,   In ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   Na t u ra l   L a n g u a g e   Pro c e ss in g   a n d   Kn o wled g e   En g i n e e rin g p p .   2 8 1 - 2 8 6 ,   2 0 0 3 .   [6 ]   M .   A.  M .   El - Be n d a ry ,   e a l. ,   P r o p o se d   a p p ro a c h   f o imp r o v in g   Blu e to o th   n e two r k se c u rit y   th r o u g h   S VD   a u d io   wa term a rk in g ,   6 th   In t e rn a ti o n a l   Co n f e re n c e   o n   S c i e n c e   o f   E lec tro n ics ,   T e c h n o l o g ies   o I n f o rm a ti o n   a n d   T e lec o mm u n ica ti o n s   ( S ET I T ) ,   p p .   5 9 4 - 5 9 8 ,   2 0 1 2 .   [7 ]   J.  Li   a n d   T .   W u ,   Ro b u st   a u d i o   wa term a rk in g   sc h e m e   v ia  QIM   o c o rre lati o n   c o e fficie n ts  u sin g   LW a n d   QR   d e c o m p o siti o n ,   2 0 1 5   I n t e rn a t io n a l   Co n f e re n c e   o n   In f o rm a ti v e   a n d   Cy b e rn e ti c fo r   C o mp u t a ti o n a l   Soc ia l   S y st e ICCS S p p .   1 - 6 ,   2 0 1 5 .   [8 ]   J.  M .   G u o   a n d   H.  P ra s e ty o ,   S e c u rit y   a tt a c k   o n   th e   wa v e let   tran sfo rm   a n d   sin g u lar  v a lu e   d e c o m p o siti o n     ima g e   wa term a rk in g ,   2 0 1 3   IEE 17 th   I n t e rn a ti o n a l   S y mp o siu m   o n   C o n s u me El e c tro n ics   (I S CE) ,   p p .   2 1 7 - 2 1 8 ,   Ju n e   2 0 1 3 .   [9 ]   C.   C.   Lai ,   d ig it a wa term a rk in g   sc h e m e   b a se d   o n   si n g u lar  v a l u e   d e c o m p o siti o n   a n d   ti n y   g e n e t ic  a lg o rit h m ,   Dig it a l   S i g n a Pr o c e ss in g ,   v o l.   2 1 ,   n o .   4 ,   p p .   5 2 2 - 5 2 7 ,   Ju l y   2 0 1 1 .   [1 0 ]   H.  Oz e r,   e a l. ,   An   S VD - b a se d   a u d i o   wa term a rk in g   tec h n iq u e ,   in   Pro c e e d in g   o t h e   7 th   Wo rk sh o p   on   M u lt ime d i a   a n d   S e c u rity ,   p p .   5 1 - 5 6 ,   2 0 0 5 .     [1 1 ]   V.  Bh a t   K. e a l. ,   An   a d a p ti v e   a u d i o   wa term a rk in g   b a se d   o n   t h e   sin g u lar  v a lu e   d e c o m p o siti o n   in   t h e   wa v e let   d o m a in ,”   Di g it a S ig n a l   Pro c e ss in g ,   v o l.   2 0 ,   n o .   6 ,   p p .   1 5 4 7 - 1 5 5 8 ,   De c   2 0 1 0 .   [1 2 ]   F .   E .   A.   E l - S a m ie,  An   e ffici e n si n g u lar  v a lu e   d e c o m p o siti o n   a lg o rit h m   fo r   d ig i tal  a u d i o   wa term a rk in g ,   In t e rn a t io n a l   J o u rn a l   o S p e e c h   T e c h n o l ogy ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 ,   p p .   2 7 - 4 5 ,   M a r ch   2 0 0 9 .   [1 3 ]   W.   Al - Nu a imy ,   e a l . ,   An   S V a u d io   wa term a rk in g   a p p ro a c h   u sin g   c h o ti c   e n c ry p ted   ima g e s,   Dig it a S i g n a l   Pro c e s sin g . ,   v o l.   2 1 ,   n o .   6 ,   p p .   7 6 4 - 7 7 9 ,   De c e m b e r   2 0 1 1 .   [1 4 ]   N .   V.  Lali th a ,   e a l. ,   P e rfo rm a n c e   a n a ly sis  o DCT   a n d   DW a u d io   wa term a rk in g   b a se d   o n   S VD ,   2 0 1 6   In t e rn a t io n a l   C o n f e re n c e   o n   Circ u it ,   P o we a n d   C o mp u t i n g   T e c h n o l o g ies   ( ICCPCT ) p p .   1 - 5 ,   2 0 1 6 .   [1 5 ]   B.   Y.  Lei,   e a l. ,   Ro b u st  S VD - b a se d   a u d io   wa term a rk in g   sc h e m e   with   d iffere n ti a e v o l u ti o n   o p t imiz a ti o n ,   IEE E   T ra n sa c ti o n o n   Au d i o ,   S p e e c h ,   a n d   L a n g u a g e   Pro c e ss in g ,   v o l.   2 1 ,   n o .   1 1 ,   p p .   2 3 6 8 - 2 3 7 8 ,   2 0 1 3 .   [1 6 ]   M.  J.   Hw a n g ,   e a l . ,   S VD   Ba se d   Ad a p ti v e   QIM  Wate rm a rk in g   o n   S tere o   Au d io   S i g n a ls,”  IE EE   T ra n s a c ti o n   o n   M u lt ime d ia ,   v o l.   2 0 ,   n o .   1 ,   p p .   45 - 54 Ja n u a ry 2 0 1 8 .   [1 7 ]   R.   Zez u la   a n d   J.   M is u re c ,   A u d i o   d i g it a wa term a rk in g   a lg o rit h m   b a se d   o n   S VD   in   M CL d o m a in ,   3 rd   In t e rn a t io n a l   C o n f e re n c e   o n   S y st em   ( ICONS   2 0 0 8 ) ,   p p .   1 4 0 - 1 4 3 ,   Ap r il   2 0 0 8 .   [1 8 ]   I.   Na tg u n a n a t h a n ,   e a l. ,   Ro b u st   p a tch wo r k - b a se d   e m b e d d i n g   a n d   d e c o d in g   sc h e m e   f o r   d i g it a a u d i o   wa term a rk in g ,   IEE T ra n s a c ti o n   o n   A u d i o ,   S p e e c h   a n d   L a n g u a g e   Pro c e ss in g ,   v o l.   2 0 ,   n o .   8 ,   p p .   2 2 3 2 - 2 2 3 9 ,     Oc t o b e r   2 0 1 2 .   [1 9 ]   R.   Li u   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 t e c ti n g   Rig h tf u Ow n e rsh ip ,   IEE T ra n sa c ti o n s   on  M u l ti me d ia v o l.   4 ,   n o .   1 ,   p p .   1 2 1 - 1 2 8 ,   M a r ch   2 0 0 2 .   [2 0 ]   C.   V.  Na ra sim h u lu   a n d   K.  S .   P r a sa d ,   h y b r id   wa term a rk in g   s c h e m e   u sin g   c o n to u rlet  tra n sfo r m   a n d   sin g u lar  v a lu e   d e c o m p o si ti o n ,   In ter n a ti o n a J o u rn a o Co m p u ter   S c ien c e   a n d   Ne two rk   S e c u rity  (IJ CS NS ) vol .   1 0 ,   n o .   9 ,   p p .   1 2 - 1 7 ,   S e p tem b e r   2 0 1 0 .   [2 1 ]   A.  A.  H.   K.   Ba sh   a n d   S .   K.   Ka y h a n ,   Wate rm a rk e d   Co m p re ss iv e   S e n si n g   M e a su re m e n ts  Re c o n stru c ted   b y     th e   G re e d y   Alg o ri th m s,”   In ter n a ti o n a J o u r n a o Co mp u ter   T h e o ry   a n d   En g in e e rin g ,   v o l.   7 ,   n o .   3 ,   p p .   2 1 9 - 2 2 2 ,   Ju n e   2 0 1 5 .   [2 2 ]   Y.  Zh a n g ,   Th e o r y   o f   Co m p re ss i v e   S e n si n g   v ia   ℓ1 - M in imiz a ti o n :   No n - RI P   An a l y sis  a n d   Ex ten si o n s,”   J o u rn a l   o f   th e   Op e r a ti o n s   Res e a rc h   S o c iety   o Ch in a ,   v o l.   1 ,   n o .   1 ,   p p .   7 9 - 1 0 5 ,   M a r ch   2 0 1 3 .   [2 3 ]   Q .   Li   a n d   I .   J.  Co x Us in g   P e rc e p tu a M o d e ls  To   Im p ro v e   F i d e li t y   An d   P r o v i d e   In v a rian c e   To   Va lu m e tri c   S c a li n g   F o Q u a n ti z a ti o n   I n d e x   M o d u lat io n   Wate rm a rk in g ,   IEE E   In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   Aco u st i c s,  S p e e c h ,   a n d   S ig n a l   Pro c e ss in g ,   2 0 0 5 .   [2 4 ]   R.   Li ,   e a l. ,   S p re a d   S p e c tru m   Au d i o   Wate rm a rk i n g   Ba se d   o n   P e rc e p tu a Ch a ra c teristic  Aw a re   Ex trac ti o n ,   IET   S ig n a l   Pro c e ss in g ,   v o l.   1 0 ,   n o .   3 ,   p p .   2 6 6 - 2 7 3 ,   M a y   2 0 1 6 .   [2 5 ]   P .   K.  D h a a n d   T.   S h ima m u ra ,   Bli n d   Au d io   Wate rm a rk in g   in   Tran sfo rm   Do m a in   Ba se d   o n   S in g u lar  Va lu e   De c o m p o siti o n   a n d   E x p o n e n t ial - Lo g   O p e ra ti o n s,”   Ra d io e n g i n e e rin g ,   v o l.   2 6 ,   n o .   2 ,   5 5 2 - 5 6 1 ,   Ju n e   2 0 1 7 .     [2 6 ]   I.   D.  Ira wa ti ,   e a l. QR - b a se d   W a ter ma rk in g   i n   Au d i o   S u b b a n d   Us in g   DCT,   2 0 1 8   I n ter n a t io n a Co n fer e n c e   o n   Co n tro l,   El e c tro n ics ,   Ren e w a b le  En e rg y   a n d   C o mm u n ica ti o n s   (IC CER EC) ,   p p .   1 3 6 - 1 4 1 2 0 1 8 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.