I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   8 ,   No .   1 Feb r u ar y   201 8 ,   p p .   3 7 9 ~3 8 9   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v8 i 1 . p p 3 7 9 - 3 8 9          379       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   Ant  Co lo ny   O pti m i z a tion  ( A CO b a sed Da ta H i ding   in I m a g Co m plex   Reg io n       Sa hib   K ha n ,   T izia no   B ia nch i   De p a rtme n o f   El e c tro n ics   a n d   T e lec o m m u n ica ti o n s,  P o li tec n ico   Di   T o rin o ,   1 0 1 2 9   I taly       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Sep   9 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   Dec  2 5 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   J an   1 1 ,   2 0 1 8     T h is  p a p e p re se n ts  d a ta  a n   An c o lo n y   o p ti m iza ti o n   (A CO)  b a se d   d a ta  h id i n g   tec h n i q u e .   A CO  is  u se d   to   d e tec c o m p lex   r e g io n   o f   c o v e i m a g e   a n d   a f ter wa rd ,   lea st  sig n if ica n b it (L S B)  su b stit u ti o n   is   u se d   to   h id e   se c re in f o rm a ti o n   in   th e   d e tec ted   c o m p lex   re g io n s’  p ix e ls.   A CO  is  a n   a lg o rit h m   d e v e lo p e d   i n sp ire d   b y   th e   i n b o r n   m a n n e rs  o f   a n sp e c ies .   T h e   a n lea v e s   p h e ro m o n e   o n   t h e   g ro u n d   f o se a rc h in g   f o o d   a n d   p r o v isio n s.  T h e   p ro p o se d   A CO - b a s e d   d a ta  h id i n g   in   c o m p lex   re g i o n   e sta b li sh e a n   a rra y   o f   p h e ro m o n e ,   a lso   c a ll e d   p h e r o m o n e   m a tri x ,   w h ich   re p re se n ts  th e   c o m p lex   re g io n   in   se q u e n c e   a e a c h   p ix e p o siti o n   o f   th e   c o v e im a g e .   T h e   p h e ro m o n e   m a tri x   is  d e v e lo p e d   a c c o rd in g   t o   th e   m o v e m e n ts  o f   a n ts,   d e term in e d   b y   lo c a l   d if fe re n c e o f   th e   i m a g e   e le m e n t’s  in ten si ty .   T h e   lea st  si g n if ic a n b it o f   c o m p lex   re g io n   p ix e ls  a re   su b stit u ted   w it h   m e ss a g e   b it s,  to   h id e   se c re in f o rm a ti o n .   T h e   e x p e ri m e n tal  re su lt s,  p ro v id e d ,   sh o w   th e   sig n i f ic a n c e   o th e   p e rf o r m a n c e   o f   th e   p ro p o se d   m e t h o d .   K ey w o r d :   An t c o lo n y   o p ti m izatio n   E d g d etec tio n   L SB   Ste g a n o g r ap h y   P h er o m o n m atr i x   Steg a n al y s i s       Co p y rig h ©   2 0 1 8   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Sah ib   K h an ,     Dep ar t m en t o f   E lectr o n ics a n d   T elec o m m u n icatio n s ,   P o litecn ico   d T o r in o ,     C o r s o   Du ca   d eg li  A b r u zz i,  2 4 ,   1 0 1 2 9   T o r in o   T O,   I taly .   E m ail:  e n g r s ah ib _ k h n @ y a h o o . co m       1.   I NT RO D UCT I O N   I m ag e   s te g an o g r ap h y   is   i n f o r m atio n   h id in g   tec h n iq u t h at   u s d i g i tal   i m ag e   as  co v er   m e d ia.   A lo n g   w it h   s ec r et  e x ch a n g o f   in f o r m atio n ,   it  h as  v ar io u s   o th er   ap p licatio n s   e. g .   co p y r i g h t,  d ata  in teg r it y   an d   au th e n tica tio n   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   Dig ita l   au d io ,   v id eo   an d   te x ca n   al s o   b u s ed   a s   co v er ,   b u i m a g i s   ad o p ted   m o s t   w id el y   f o r   th is   p u r p o s d u it s   h ig h   r ed u n d an c y .   Data   h id in g   tech n iq u es  ar ex p lo r ed   b y   m a n y   r esear c h e r s   an d   p r o p o s ed   v ar io u s   g o o d   h id in g   tech n iq u es   to   in s u r s ec u r it y   o f   h id d en   i n f o r m atio n .   Ho n s i n g er   et  al. s   a n d   Frid r ich   et  al. s   p r o p o s ed   s teg a n o g r ap h y   m et h o d s   i n   s p atial  d o m ain   b y   h id i n g   s ec r et  i n f o r m atio n   d ir ec tl y   i n   i m ag p i x els  [ 3 ] ,   [ 4 ] .   Sah ib   et  al.   p r o p o s ed   v ar iab le  least  s ig n i f ica n b its   ( V L SB )   s teg a n o g r ap h y   an d   p r esen ted   tech n iq u es,  lik m o d u lar   d is tan ce   tech n iq u ( MD T )   [ 5 ] ,   d ec r ea s in g   d is tan ce   d ec r ea s in g   b its   al g o r ith m   ( DDDB A )   [ 6 ] ,   v ar y i n g   in d e x   v ar y i n g   b its   s u b s tit u tio n   ( VI VB S)  alg o r ith m   [ 7 ] .   Sa h ib   et   al. ,   in s p ir ed   f r o m   c h ip p er   b lo ck   ch ai n i n g   ( C B C )   en cr y p tio n ,   p r o p o s ed   n e w   te ch n iq u es  o f   s teg o   b lo ck   c h ai n in g   ( SB C )   an d   e n h a n ce d   s t eg o   b lo ck   c h ain i n g   ( E SB C )   t o   h id in f o r m atio n   i n   d ig ital i m ag e s   [ 8 ] .   T h ai m   o f   al d ata  h id i n g   te ch n iq u es   is   to   m ak e   t h p r ese n ce   o f   h id d en   i n f o r m atio n   u n d etec tab le  an d   th i s   attr ac ted   th atte n tio n   o f   r esear ch er   to   m ak u s o f   HVS  l i m itatio n .   HV ca n   v er y   ea s il y   d etec th e   v ar iatio n s   m ad i n   s m o o th   ar ea   o f   co v er   i m a g as  co m p ar ed   to   th ch an g e s   in   co m p lex   r eg io n .   Du to   th i s   ch ar ac ter is tic  o f   t h HV S,  co m p lex   r e g io n   o f   co v er   i m a g e   is   s u b j ec ted   to   h id in g   an d   s m o o t h   r e g io n   i s   n o m o d i f ied   [ 9 ] ,   [ 1 0 ] .   I n   s o m t ec h n iq u es,  co m p lex   r eg io n   is   s u b j ec ted   to   m o r to   d ata  h id in g   th a n   s m o o t h   r eg io n .   T h is   ap p r o ac h   r esu lts   in   h i g h   q u alit y   o f   th s teg o - i m a g e,   w h ic h   m ea n s   in cr ea s e   in   th s ec u r it y   o f   h id d en   in f o r m a tio n .   Var io u s   tech n iq u es,  i n clu d i n g   L SB   m eth o d s   [ 1 1 ] ,   P VD  m eth o d s ,   an d   s id e - m atc h   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 1 8   :   3 7 9     3 8 9   380   m et h o d s   [ 1 2 ] ,   [ 1 3 ] ,   h av b ee n   p r o p o s ed   t o   h id in f o r m atio n   in   co m p le x   ar ea   o f   co v er d etail  ca n   b f o u n d   in   [ 1 4 ] ,   [ 1 5 ] .   B u t,  th ese  tech n i q u es  p r esen lo w   h id i n g   ca p ac it y   an d   d o n co m p l y   co m p l etel y   w it h   th r u les   th at  th e   co m p le x   r eg io n   ca n   b ea r   m o r ch a n g es   th a n   s m o o th   r eg io n   [ 1 2 ] ,   [ 1 3 ] .   T o   i n cr ea s d ata  h id i n g   ca p ac it y   J u n g   et  al.   [ 1 6 ]   p r es en ted   n e w   tec h n iq u t h at  h id es  d ata  in   s m o o th   ar ea s   alo n g   w i th   ed g es,  b u t   r esu lt s   in   m o r d is to r tio n .   Ho w e v er ,   th m et h o d s   ad o p ted   b y   t h ese  d ata  h id in g   tec h n iq u es  f o r   d etec tio n   o f   co m p le x   r eg io n   ar m o r v u ln er ab le  to   n o is e.   T h p r o p o s ed   tech n iq u i s   o n s u ch   e f f o r to w ar d s   d ata  h i d in g   i n   co m p lex   r eg io n   o f   co v er   i m a g e.   T h h id in g   in f o r m at io n   i n   co v er   m ed ia  d o es  n o attr ac t h h u m a n   atte n tio n   a n d   th p r esen ce   o f   h id d en   i n f o r m atio n   is   n o p er ce iv ab l to   HVS.   T h is   tec h n iq u m ad u s o f   AC O,   n at u r e - in s p ir e d   o p tim iza tio n   alg o r ith m   [ 1 7 - 1 9 ]   f o r   d etec tio n   o f   co m p le x   r eg io n   [ 2 0 ] ,   an d   s ec r et  in f o r m atio n   ar e m b ed d ed   in   L SB   o f   t h e   co m p le x   r eg io n   p i x els  [ 2 1 ] ,   [ 2 2 ] .   T h f o r th co m i n g   co n te n t s   o f   t h p ap er   ar o r g an ized   a s   f o llo w .   Sec tio n   2 ,   p r esen ts   th AC b ased   d ata  h id in g   in   co m p le x ,   t h e x p er i m en tal  r es u lt s   ar e   p r esen ted   i n   Sectio n   3   an d   at  en d   p ap er s   is   co n clu d ed   w ith   Sectio n   4 .       2.   P RO P O SE T E CH NI Q U E   T h d etec tio n   o f   co m p lex   r eg i o n   in   co v er   i m ag is   t h k e y   s tep   in   h id in g   o f   in f o r m atio n   in   co m p lex   r eg io n .   T h er v ar io u s   m e th o d s   to   d etec co m p le x   r e g io n   in   i m ag e s .   T h ese  m et h o d s   i n clu d e   ca n n y   ed g e   d etec tio n ,   d er ich e,   d if f er en tia l,  s o b el,   p r ew itt,  R o b er ts   cr o s s   a n d   o th er   m et h o d s .   T h ese   m et h o d s   ar v er y   ef f icien to   d etec co m p lex   r e g io n   i n   d ig ital  i m a g es  b u t,  t h ese  m et h o d s   d o n co m p l y   co m p letel y   w it h   t h e   r u les  th at   t h co m p le x   r eg io n   an d   h id d ata  in   co m p le x   r e g io n   p r ev io u s   m et h o d s   h id d ata  in   t h co m p le x   r eg io n   o f   co v er   i m a g as  m o s t   o f   th ese  m et h o d s   d etec w ea k   an d   d is co n n ec ted   ed g p ix el s   an d   co n s id er   th a as  tr u co m p lex   r e g io n .   B u t,  t h ese  tec h n iq u es  also   h id d ata  in   th o s p ix e ls   t h at  d o esn b elo n g   to   ed g es  a n d   ar m o r v u l n er ab le  to   n o is e.   I n   th i s   p ap er   an   AC b ased   t ec h n iq u h a s   b ee n   u s ed   to   d etec co m p le x   r eg io n   in   co v er   i m ag [ 2 3 ] ,   [ 2 4 ]   an d   th en   to   tar g e t th i s   r eg io n   f o r   d ata  h id in g   u s i n g   L SB   s teg a n o g r ap h y .   AC O - b ased   i m a g ed g d etec tio n   ap p r o ac h ,   co n s tr u ct  p h er o m o n m atr i x ,   u t ilizi n g   m a n y   a n ts   to   m o v o n   2 - i m a g e.   T h m o v e m e n o f   t h a n ts   is   g u id ed   b y   th e   lo ca d i f f er e n ce s   o f   t h i m a g p i x el s   in te n s it y   v alu e s .   T h en tr ies  o f   th p h er o m o n m atr i x   r ep r esen t h ed g in f o r m a tio n   at  ea ch   p ix el  lo ca tio n   o f   th co v er   i m a g e.   T h AC b ased   tech n iq u e   is   in itialized   f ir s an d   r u n   f o r   iter atio n s   t o   b u ild   p h er o m o n e   m atr i x .   T h p r o ce s s   p er f o r m s   b o th   co n s tr u c tio n   a n d   u p d ate  s tep s   iter ati v el y .   A th e   en d   d ec is io n   p r o ce s s   i s   u s ed   to   d eter m in t h p ix els  b elo n g   to   co m p lex   r e g io n .   T h w h o le  p r o ce s s   is   ex p lai n ed   h er e   in   d etail  as  f o llo w .     2 . 1 .   I nitia liza t io n   A   d i g ital  i m a g i s   an   ar r a y   o f   p ix el s   w it h   i n te n s it y   le v el   I .   L et  co n s id er   g r a y s ca le  i m a g o f   s ize             ,   as  co v er   m ed i u m .   A   to ta o f       an ts   ar r an d o m l y   ass ig n ed   o n   an   i m a g e     .   E ac h   p ix el  o f   th co v er   i m a g is   co n s id er ed   as  n o d e.   T o   in itialize  t h co m p lex   r eg io n   d etec t io n ,   p r o ce s s   th i n itial  v al u o f   ea ch   p h er o m o n m atr i x s   co m p o n en           is   s et  to   co n s ta n t                   .     2 . 2 .   Co ns t ruct io n   T h co n s tr u ct io n   p r o ce s s   is   c o m p o s ed   v ar io u s   s tep s ,   at  t h e   n t h   co n s tr u ctio n - s tep ,   o n a n t,  f r o m   a   to tal  o f       an t,  is   r a n d o m l y   s ele cted .   T h s elec ted   an t   ca n   m o v o v er   t h co v er   i m ag e   f o r           m o v e m en t   s tep s .   T h m o v e m e n o f   t h a n f r o m   i n itial  n o d             to   its   n e ig h b o r   n o d             is   d o n ac co r d i n g   to   t h e   tr an s itio n   p r o b ab ilit y                                   as g i v e n   b y   E q u a tio n   ( 1 )                                     (                   )                   (                   )                                                     ( 1 )     W h er                         P h er o m o n v al u at  n o d                             Neig h b o r h o o d   ( 4   o r   8 - co n n ec ted )   n o d o f   th n o d                         Heu r is tic  i n f o r m atio n   at  n o d                 : I n f l u e n ce   o f   p h er o m o n m atr ix       : I n f l u e n ce   o f   h e u r is tic  m atr i x   T h h eu r is tic  i n f o r m atio n   at  an y   n o d             is   ca lcu lated   u s i n g   E q u atio n   ( 2 ) .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       A n t Co lo n Op timiz a tio n   ( A C O)   b a s e d   Da ta   Hid in g   in . . .   ( S a h ib   K h a n )   3 81                                                 ( 2 )     W h er     is   th n o r m aliza tio n   f a cto r   an d   g iv e n   b y   E q u atio n   ( 3 ) .                                                               ( 3 )     W h er               T h in ten s i t y   le v el  p ix e             o f   i m ag C   T h                   d ep en d s   o n   th v ar iati o n   in   g r a y   lev el s   o f   s tr en g t h   o f   p i x els  i n   t h c liq u     is   r ep r esen ted   as b y   E q u atio n   ( 4 )         (         )     ( |                                   |   |                                   |   |                                   |   |                                   |   |                           |   |                                   |   |                                   |   |                           | )   ( 4 )     T o   ca lcu late  f   ( . )   th er ar f o u r   d if f er en f u n c tio n   Fla t,  Gau s s ian ,   Si n a n d   W av an d   ea ch   o f   th e m   is   co n s id er ed   in   th i s   p ap er   an d   ar g iv e n   h er i n   E q u atio n   ( 5 )   to   E q u atio n   ( 8 ) .                                                 ( 5 )                                                    ( 6 )                 {      (        )                                    ( 7 )                 {           (      )                                      ( 8 )     W h er e       : T h s h ap co n tr o l p ar am eter   f o r   f u n c tio n s .     2 . 3 .   Upda t ing   S t a g e   T h p h er o m o n m atr i x   i s   u p d ated   in   t w o   s tep s .   T h f ir s u p d atin g   is   p er f o r m ed ,   i n   ea c h   c o n s tr u ct io n   s tep ,   af ter   th m o v e m e n t o f   ea ch   an t,  ac co r d in g   to   E q u atio n   ( 9 )                         {                                                                                                                                           ( 9 )     W h er e         T h ev ap o r atio n   r ates                 : D eter m i n ed   b y   h e u r is tic  m atr ix   is   eq u a l to               W h en   t h en tire   a n co m p let es  th eir   m o v e m en in   ea c h   co n s tr u c t io n   s tep ,   t h s ec o n d   u p d atin g   p r o ce s s   is   p er f o r m ed   u s i n g   E q u atio n   ( 1 0 ) .                                                                 ( 1 0 )     W h er       T h p h er o m o n d ec a y   co e f f ici en t     2 . 4 .   Dec is io n S t a g e   T h d ec is io n   p r o ce s s   is   th f in al  is   b i n ar y   d ec is io n - m a k i n g   p r o ce s s   to   d ec id w h et h er   th p ix el   b elo n g   to   co m p le x   r eg io n   o r   s m o o t h   r eg io n .   I n   th is   th r es h o ld   is   ap p lied   o n   th f in al  p h e r o m o n m atr i x       .   T h th r esh o ld   is   co m p u ted   ac co r d in g   to   th tec h n iq u p r esen ted   in   [ 2 0 ] .   T h m ea n   o f   v al u o f   p h er o m o n m atr i x   is   s elec ted   as  i n itia th r es h o ld           .   T h en   all  th p h er o m o n e   m atr i x   en tr ie s   ar d iv id ed   i n   t w o   g r o u p s .   O n g r o u p   co n tai n s   al th e   v al u s m a ller   th a n   t h i n itial  th r es h o ld             an d   o th er   p o s s e s s   t h v al u g r ea ter   th an   th in i tail  t h r es h o l d           Me an s   v al u es  o f   ea ch   o f   t h g r o u p   is   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 1 8   :   3 7 9     3 8 9   382   ca lcu lated   an d   n e w   th r es h o ld   is   d ef in ed   as  th av er ag o f   b o th   m ea n s .   T h p r o ce s s   o f   f o r   ca lcu latio n   o f   th r es h o ld   is   r ep ea ted   till   th th r esh o ld   v al u r ea ch es to   s tab le  v alu i n   ter m   o f   u s er   d ef i n to ler an ce       Fin a l   d ec is io n   f o r   ea c h   p ix e l a             is   m ad o n   t h b ases   o f   th p h er o m o n v ale                at  p o s tio n               co m p ar ed   w it h   th f i n al  th r e s h o ld   v alu           as g iv e n   b y   E q u atio n   ( 1 1 ) .               {                                                                        ( 1 1 )     W h er e     : T h b an iar y   i m a g e   I f   th p h er o m o n v al u at  cu r r en p o s itio n               is   g r ea ter   th an   t h r es h o ld   it  is ,   co n s id er   as  p ar o f   co m p le x   r eg io n   an d   o th er   it s   t r ea ted   as s m o o th   r eg io n   p ix el.     2 . 5 .   Da t a   H idi ng   P ro ce s s   T h d ata  h id in g   s tep   i s   t h L S B   s u b s ti tu t io n   p r o ce s s .   T h i s   s t ag h id es  s ec r et  i n f o r m atio n   i n   t h L SB s   o f   th co v er   i m a g o n   t h b ases   o f   t h co m p le x   r eg io n   d etec ted .   I n   th is   p r o ce s s   w h o le   co v er   i m a g     i s   co n s id er ed   an d   i s   p r o ce s s ed   p ix el  b y   p ix e l.  E ac h   p ix el             i s   c h ec k   w h e th er   it  b elo n g s   to   co m p lex   r eg io n   o r   s m o o th   r eg io n .   I f   t h p i x el  co r r esp o n d s   to   s m o o t h   r eg io n   it  is   le f u n a f f ec ted   an d   a n o th er   p ix el  is   co n s id er ed .   An d   i f   t h p ix el   b elo n g s   to   co m p le x   r e g io n   t h e n   it s   L SB   b its   ar s u b s tit u ed   w it h   t h s ec r et  in f o r m at io n .   T h is   p r o ce s s   co n ti n u es  u n til  th w h o le  co v er   i m a g i s   e x p lo r ed .   T h h id in g   p r o ce s s   i s   ac co m p li s h ed   i n   f o llo w in g   m an n er .   A   p i x el            is   co s id er   as  co m p l ex   r eg io n   p ix el  i f   i ts   co r r esp d in g           =0   an d   is   co n s id er   s m o o th   r eg io n   co m p o n a n if               .   L ets  co s id er   s ec r et  m es s a h     to   b h id d en   in   co m p le x   r eg io n   a n d       is   f in a l   s teg o   i m ag o b tai n ed   af ter   in f o r m at io n   h id in g .   T h s teg o   i m ag     is   g iv e n   b y   E q u atio n   ( 1 2 ) .               {                                                                             ( 1 2 )           Fig u r e   1 .   AC O - b a s ed   d ata  h id in g   i n   co m p le x   r eg io n       3.   I M P L E M E NT AT I O N ,   E XP E RIM E NT A L   R E SU L T S A ND  ANAL YSI S   T o   h id s ec r et  d ata  in   co m p lex   r eg io n   o f   co v er   i m a g u s i n g   A C al g o r ith m   a n d   g et  e x p er im e n tal   r esu lt s ,   m a n y   d i f f er e n co v er   i m ag e s   ar u s ed .   T h ese  co v er   i m a g es  i n cl u d e,   C a m er a m an ,   L e n a,   Ho u s e,   J ell y     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       A n t Co lo n Op timiz a tio n   ( A C O)   b a s e d   Da ta   Hid in g   in . . .   ( S a h ib   K h a n )   383   b ea n s ,   Ma n d r ill,  P ep p er ,   T if f an y   a n d   T r ee   as  p r esen ted   in   Fig u r e s   2 ( a) ,   2 ( b ) ,   2 ( c) ,   2 ( d ) ,   2 ( e) ,   2 ( f ) ,   2 ( g )   an d   2 ( h ) ,   r esp ec tiv el y .   A l l th e s c o v er   i m a g es a r ta k en   f r o m   i m ag u s ed   ar o f   th s a m s ize  o f             .   E ac h   o f   th co v er   is   s u b j ec ted   to   d a ta  h id in g   u s i n g   t h p r o p o s ed   t ec h n iq u e.   A s   d is c u s s es  ea r lier   AC ca n   b u s ed   f o r   co m p lex   r e g io n   d etec tio n   u s i n g   f o u r   d if f er en f u n ct io n s   i.e .   Flat,  Gau s s ia n ,   Si n an d   W av as  g iv e n   b y   E q u atio n   ( 5 )   to   E q u at io n   ( 8 ) ,   r esp ec tiv el y .   Af ter   t h co m p le x   r eg io n   a n d   s m o o th   r eg io n s   p ix el  cla s s i f icatio n ,   an   L SB   s u b s tit u tio n   tec h n iq u e   is   u s ed   f o r   d ata  h id in g   i n   t h co m p le x   r eg io n s   p ix el s   o n l y .   AC ap p r o ac h   is   d ep en d en t   o n   v er y   lar g n u m b er   o f   p ar am eter s .   T h p ar am eter s   s et  f o r   th ex p er i m e n tatio n   ar g iv e n   as:   T h s h ap co n tr o l p ar am eter   λ 1 0   T h in f l u en ce   o f   p h er o m o n m atr i x   α   1   T h in f l u en ce   o f   h e u r is t ic  m at r ix       0 . 1   T h ev ap o r atio n   r ate      0 . 1   T h p h er o m o n d ec a y   co e f f ici en     0 . 0 5   T o   an al y ze   th p r o p o s ed   tech n iq u q u a n tita tiv el y ,   t h d ata  h id in g   c ap ac it y   t h MS E   an d   P S N R   ar ca lcu lated   as  g iv e n   b y   E q u at io n   ( 1 3 )   to   E q u atio n   ( 1 5 ) ,   r esp ec tiv el y   [ 2 0 ] .                                                                                                                   ( 1 3 )                                                                                            ( 1 4 )                                                  ( 1 5 )               ( a)         ( b )         ( c)             ( d )     ( e)       ( f )           ( g )       ( h )     Fig u r 2 .   C o v er   I m a g es ( a)   C a m er a m a n ,   ( b )   L en a,   ( c)   Ho u s e ,   ( d )   J elly   B ea n s ,   ( e)   Ma n d r ill,  ( f )   P ep p e r ,   ( g )   T if f an y ,   an d   ( h )   T r ee   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 1 8   :   3 7 9     3 8 9   384   Firstl y ,   t h p r o p o s ed   tech n iq u e   is   ap p lied   o n   a ll t h co v er   i m ag e s   s h o w n   i n   Fig u r 2 .   F lat   f u n c tio n   a s   g iv e n   b y   E q u at io n   ( 5 )   h as  b ee n   u s ed   in   A C b ased   co m p le x   r eg io n   d etec tio n .   T h s teg o   im ag e s   o b tain ed   ar e   s h o w n   i n   Fi g u r ( 3 ) .   T h h id in g   ca p ac it y ,   M SE  an d   P SNR   ca lc u lated   f o r   ea ch   co v e r   i m ag i s   li s ted   in   T ab le  1 .               ( a)       ( b )       (c )             ( d )       ( e)         ( f )           ( g )           ( h )     Fig u r 3 .   Steg o   I m a g es o b tain ed   u s in g   Fla t f u n ctio n   g iv e n   i n   E q u atio n   ( 5 )   ( a)   C am er a m a n ,   ( b )   L en a,   ( c)   Ho u s e,   ( d )   J elly   B ea n s ,   ( e)   Ma n d r ill,  ( f )   P ep p er ,   ( g )   T if f a n y ,   an d   ( h )   T r ee       T ab le  1 .   Hid in g   C ap ac it y ,   P S NR   an d   MSE   u s i n g   Flat F u n ct io n   C o v e r   I mag e   P S N R   ( d B )   M S E   H i d i n g   C a p a c i t y   ( %)   C a me r a ma n   4 5 . 7 4 1 3 1   1 . 7 3 3 6   4 . 1 2 2 9   L e n a   5 0 . 2 7 6 7 9   0 . 6 1 0 1   4 . 5 1 0 5   H o u se   4 6 . 4 3 2 8 8   1 . 4 7 8 4   4 . 0 3 4 4   Je l l y   B e a n s   4 6 . 7 1 7 8 7   1 . 3 8 4 5   4 . 0 5 5 8   M a n d r i l l   4 5 . 9 5 5 9 6   1 . 6 5 0 0   5 . 5 8 1 7   P e p p e r   4 7 . 1 4 0 2 2   1 . 2 5 6 2   4 . 5 7 7 6   T i f f a n y   4 5 . 8 4 3 2 1   1 . 6 9 3 4   4 . 5 8 3 7   T r e e   4 5 . 7 7 4 5 1   1 . 7 2 0 4   5 . 2 3 9 9       Seco n d l y ,   AC b ased   d ata  h id in g   in   co m p lex   r e g io n   tech n iq u e s   is   i m p le m e n ted   th e   s a m co v er   i m a g es  s h o w n   i n   Fi g u r 2 ,   b u u s in g   Ga u s s ia n   f u n ctio n ,   a s   g iv e n   b y   E q u atio n   ( 6 ) .   T h r e s u lted   s teg o   i m a g es   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       A n t Co lo n Op timiz a tio n   ( A C O)   b a s e d   Da ta   Hid in g   in . . .   ( S a h ib   K h a n )   385   ar d is p la y ed   h er F ig u r 4 .   T h h id in g   ca p ac it y ,   MSE   a n d   P SNR   ca lcu la ted ,   u s i n g   ea ch   co v er   i m a g f o r   in f o r m atio n   h id i n g ,   i s   lis ted   i n   T a b le  2 .               ( a)       ( b )       ( c)             ( d )       ( e)       ( f )           ( g )           ( h )     Fig u r e   4 .   Steg o   I m a g es o b tain ed   u s in g   Ga u s s ian   f u n c tio n   g i v en   i n   E q u atio n   ( 6 )   ( a)   C am er a m an ,   ( b )   L e n a,   ( c)   Ho u s e,   ( d )   J elly   B ea n s ,   ( e)   Ma n d r ill,  ( f )   P ep p er ,   ( g )   T if f a n y ,   an d   ( h )   T r ee       T ab le  2 Hid in g   C ap ac it y ,   P S NR   an d   MSE   u s i n Gau s s ia n F u n ct io n   C o v e r   I mag e   P S N R   ( d B )   M S E   H i d i n g   C a p a c i t y   ( %)   C a me r a ma n   4 6 . 2 3 8 9 9   1 . 5 4 5 9   3 . 1 6 4 7   L e n a   5 2 . 6 8 8 8 8   0 . 3 5 0 1   2 . 1 6 6 7   H o u se   4 8 . 7 9 2 8 9   0 . 8 5 8 6   1 . 8 9 5 1   Je l l y   B e a n s   4 8 . 3 6 7 3   0 . 9 4 7 0   2 . 4 7 8 0   M a n d r i l l   5 0 . 3 5 9 4 4   0 . 5 9 8 6   2 . 6 4 8 9   P e p p e r   4 8 . 2 3 9 8 7   0 . 9 7 5 2   2 . 9 7 2 4   T i f f a n y   4 9 . 1 6 2 2 4   0 . 7 8 8 6   2 . 0 2 9 4   T r e e   4 7 . 1 2 5 0 3   1 . 2 6 0 6   4 . 3 2 7 4       Si m i lar l y ,   i n   th ir d   s tep   all  th co v er   i m ag e s   g i v e n   in   Fi g u r 2   ar s u b j ec te d   to   d ata  h id in g   u s i n g   th e   p r o p o s ed   tech n iq u e.   Mo r eo v e r ,   th is   t i m e   Si n f u n ctio n   g iv e n   i n   E q u atio n   ( 7 )   is   u s ed   i n   A C co m p le x   r eg io n   d etec tio n .   T h o b tain ed   s teg o   i m a g es,  w it h   h id d en   in f o r m atio n   in s id it,  ar s h o w n   h e r Fig u r ( 5 ) .   T h e     T ab le  3   co n tain s   th ca lc u late d   h id in g   ca p ac it y ,   MSE   an d   P SNR   f o r   all  co v er   i m a g es.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 1 8   :   3 7 9     3 8 9   386           ( a)       ( b )       (c )             ( d )       ( e)       ( f )           ( g )         ( h )     Fig u r 5 .   Steg o   I m a g es o b tain ed   u s in g   Si n f u n ctio n   g i v e n   i n   E q u atio n   ( 7 )   ( a)   C a m er a m an ,   ( b )   L en a,   ( c)   Ho u s e,   ( d )   J elly   B ea n s ,   ( e)   Ma n d r ill,  ( f )   P ep p er ,   ( g )   T if f a n y ,   an d   ( h )   T r ee       T ab le  3 .   Hid in g   C ap ac it y ,   P S NR   an d   MSE   u s i n g   Si n Fu n c tio n   C o v e r   I mag e   P S N R   ( d B )   M S E   H i d i n g   C a p a c i t y   ( %)   C a me r a ma n   4 5 . 2 3 5 8 1   1 . 9 4 7 6   4 . 4 3 1 2   L e n a   5 0 . 5 4 4 7 1   0 . 5 7 3 6   4 . 3 8 5 4   H o u se   4 6 . 6 3 7 3 8   1 . 4 1 0 4   3 . 7 8 4 2   Je l l y   B e a n s   4 5 . 6 7 4 6 9   1 . 7 6 0 4   4 . 1 8 7 0   M a n d r i l l   4 6 . 5 5 0 8   1 . 4 3 8 8   5 . 8 7 7 7   P e p p e r   4 6 . 1 2 0 3 8   1 . 5 8 8 7   4 . 5 0 4 4   T i f f a n y   4 6 . 1 3 6 2 7   1 . 5 8 2 9   4 . 4 2 5 0   T r e e   4 5 . 8 1 1 7 8   1 . 7 0 5 7   5 . 5 7 8 6       L ast l y ,   W av f u n c tio n ,   m ath e m atica ll y   g iv e n   b y   E q u atio n   ( 8 ) ,   is   u s ed   b y   A C alg o r it h m   to   class i f y ,   th co m p le x   a n d   s m o o th   r eg i o n s   p ix el s   a n d   th e   co v er   i m a g es  o b tai n ed   af ter   d ata  h id i n g   in   co m p lex   r eg io n   ar s h o w n   i n   Fi g u r 6 .   T h v al u es o f   h id i n g   ca p ac it y ,   M SE  an d   P SNR   ar lis ted   in   T ab le  4 .     T h r esu lts   s h o w   t h at  all  t h AC b ased   d ata  h id i n g   i n   co m p lex   r e g io n   r es u lt s   in   s i g n if i ca n tl y   h i g h   q u alit y   s teg o   i m ag e s .   Ho w e v er ,   Flat  f u n c tio n   i n   E q u atio n   ( 5 )   an d   Sin f u n ctio n   i n   E q u atio n   ( 7 ) ,   ar e   v er y   ef f icien t b o th   in   ter m   o f   h id in g   ca p ac it y   a n d   s teg o   i m a g q u alit y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       A n t Co lo n Op timiz a tio n   ( A C O)   b a s e d   Da ta   Hid in g   in . . .   ( S a h ib   K h a n )   387           ( a)           ( b )           ( c)             ( d )         ( e)           ( f )           ( g )           ( h )     Fig u r e   6 .   Steg o   I m a g es o b tain ed   u s in g   W av f u n ctio n   g i v e n   in   E q u atio n   ( 8 )   ( a)   C am er a m a n ,   ( b )   L en a,   ( c)   Ho u s e,   ( d )   J elly   B ea n s ,   ( e)   Ma n d r ill,  ( f )   P ep p er ,   ( g )   T if f a n y ,   an d   ( h )   T r ee       T ab le  4 .   Hid in g   C ap ac it y ,   P S NR   an d   MSE   u s i n g   W av F u n ctio n   C o v e r   I mag e   P S N R   ( d B )   M S E   H i d i n g   C a p a c i t y   ( %)   C a me r a ma n   4 6 . 9 0 9 9 6   1 . 3 2 4 6   2 . 9 7 5 5   L e n a   5 2 . 6 5 3 0 6   0. 3 5 3 0   2 . 4 2 0 0   H o u se   4 8 . 5 6 2 4   0 . 9 0 5 4   2 . 0 8 7 4   Je l l y   B e a n s   4 7 . 5 4 6 9 2   1 . 1 4 3 9   2 . 8 0 7 6   M a n d r i l l   4 8 . 8 8 3 3 6   0 . 8 4 0 9   2 . 8 4 7 3   P e p p e r   4 7 . 8 7 5 7   1 . 0 6 0 5   2 . 8 6 6 1   T i f f a n y   4 9 . 4 5 3 7 7   0 . 7 3 7 4   2 . 1 2 1 0   T r e e   4 6 . 9 0 0 7 9   1 . 3 2 7 4   4 . 1 2 2 9       4.   C O M P ARIS O WI T H   O T H E T E CH NI Q U E S   As  d is cu s s ed   in   Sec tio n   3 ,   th p r o p o s ed   m et h o d   r esu lts   i n   v er y   h i g h   q u alit y   s te g o   i m ag es  w it h   P SNR   g r ea ter   t h an   1 0 0 d B   f o r   all  i m a g es  u s in g   all  f o u r   f u n cti o n s   m en t io n ed   in   Sectio n   2 .   H er e,   th is   r ep r esen t s   th co m p ar is o n   o f   th p r o p o s ed   m et h o d   w ith   d i f f er en p r ev i o u s   tech n iq u es.  A s   t h p r o p o s ed   tech n iq u i s   d ata   h id in g   m et h o d   th at  h id es  s ec r et  in f o r m atio n   in   co m p lex   r e g io n   o f   co v er   i m a g es.  T h er ef o r e,   co m p ar is o n   o f   th p r o p o s ed   tech n iq u i s   m a d o n l y   w it h   t h d ata  h id in g   tech n iq u es  t h at  u s e s   ed g es  o r   co m p le x   r eg io n   o f   co v er   i m a g es.  T h co m p ar is o n   is   m ad w it h   Frid r ich   e al.   [ 3 ] ,   Ho n s in g er   et  a l.  [ 4 ] ,   Kh an   et  al.   [ 2 4 ] ,   Go lj an   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 1 8   :   3 7 9     3 8 9   388   et  al.   [ 2 5 ] ,   Ma cq   an d   De w e y   [ 2 6 ] ,   an d   Vlee s ch o u w er   et  al.   [ 2 7 ] ,   in   ter m   o f   P SN R   a n d   h id in g   ca p ac it y .   T h e   co m p ar is o n   m ad u s i n g   L e n an d   Ma n d r ill  as  co v e r   i m a g es.  T h r esu lted   v al u es  o f   h id in g   ca p ac it y   a n d   P NSR   ar lis ted   in   T ab le  5 .   T h Ho n s i n g er   et   al.   a n d   Frid r ich   et  al.   tech n iq u e s   r es u lt s   i n   h id i n g   ca p ac it y   o f   le s s   t h an   0 . 0 1 5 6   b p p   an d   0 . 0 1 5 6   b p p ,   r esp ec tiv el y .   Vlee s c h o u r w er   et  al.   ac h iev h id i n g   ca p ac it y   o f   0 . 1 5 6   b p p ,   w it h   s ig n i f ica n tl y   s teg o   i m a g q u alit y   o f   3 0 d B   in   ter m   o f   P S NR .   Ma cq   a n d   De w e y a n d   p r o p o s ed   tech n iq u e,   in cr ea s es  t h d ata  h id in g   ca p ac it y   an d   r esu lts   i n   h id in g   ca p ac it y   m o r th a n   Ho n s i n g er   et  al. ,   Frid r ich   et  al.   an d   Vlee s ch o u r w er   et  a l.  tec h n iq u es.   A   h id i n g   ca p ac it y   o f   le s s   t h an   0 . 0 3 1 2 5   is   r ec o r d ed ,   b u t h v i s u al   q u alit y   o f   t h s teg o   i m ag is   af f ec ted   v er y   m u c h .   Go lj an   e al.   an d   Kh an   et  al.   p r esen ted   tech n iq u e s   clai m   h id in g   ca p ac it y   o f   0 . 3 6 b p p   a n d   0 . 3 3 b p p ,   w it h   P SNR   o f   3 9 . 0 0 d B   an d   4 6 . 2 3 d B   r esp ec tiv el y .   T h p r o p o s e d   tech n iq u r es u lted   i n   h id i n g   ca p ac it y   o f   0 . 3 6   an d   0 . 4 4   w ith   P NSR   g r ea ter   th a n   5 0 d B   an d   4 5 d B   f o r   L en a n d   Ma n d r ill co v er   i m a g es,  co r r es p o n d in g l y .     T h T a b le  5   s h o w s   t h at  t h P SNR   o f   t h p r o p o s ed   tech n iq u is   s i g n if ica n tl y   h i g h er   t h a n   th P SNR   v alu e s   o f   all  t h o t h er   tech n iq u es.  W h ile,   t h h id in g   ca p ac it y   o f   th p r o p o s ed   tech n iq u i s   also   h i g h er   th a n   al tech n iq u es  e x ce p th at  o f   Go lj an   et  al.   an d   Kh an   et  al.   tech n iq u es.  A C b ased   d ata  h id in g   in   co m p le x   r eg io n   h as  eq u al  d at h id in g   ca p ac it y   as   th a o f   Go lj an   et  al.   b u t,   th q u alit y   o f   th e   s te g o   i m a g es  i s   s ig n i f ica n tl y   b etter   th an   t h Go lj an   et  al.       T ab le  5 .   C o m p ar is o n   o f   p r o p o s ed   m et h o d   w it h   o th er   m eth o d s   T e c h n i q u e   L e n a   L e n a   H i d i n g   C a p a c i t y   ( b p p )   P S N R   ( d B )   H i d i n g   C a p a c i t y   ( b p p )   P S N R   ( d B )   H o n si n g e r   e t   a l .   < 0 . 0 1 5 6   -   < 0 . 0 1 5 6   -   F r i d r i c h   e t   a l .   0 . 0 1 5 6   -   0 . 0 1 5 6   -   V l e e sch o u w e r   e t   a l .   0 . 0 1 5 6   3 0 . 0 0   0 . 0 1 5 6   2 9 . 0 0   M a c q   a n d   D e w e y a n d   < 0 . 0 3 1 2 5   -   < 0 . 0 3 1 2 5   -   G o l j a n   e t   a l .   0 . 3 6   3 9 . 0 0   0 . 4 4   3 9 . 0 0   K h a n   e t   a l .   0 . 3 3   4 6 . 2 3   0 . 6 6 9   4 4 . 1 2   P o r p o se d   t e c h n i q u e   0 . 3 6   > 5 0   0 . 4 4   > 4 5       5.   C O NCLU SI O N   AC b ased   d ata  h id in g   i n   co m p lex   r e g io n   o f   d i g ital  i m ag e s   is   an   e f f icie n d ata  h id in g   te ch n iq u th a t   s u cc e s s f u ll y   ex p lo it s   t h H VS   li m itatio n   o f   les s   s en s iti v it y   t o   th c h a n g e s   i n   co m p lex   r eg i o n s .   T h is   tech n iq u e   r esu lt s   in   h ig h   d ata  h id in g   ca p ac it y   w ith   s ig n i f ica n tl y   g o o d   q u alit y   s te g o   i m a g e.   T h b ea u t y   o f   th p r o p o s ed   tech n iq u l ies  in   th e   f ac t h at  h id in g   ca p ac it y   ca n   b co n tr o lled   b y   c h a n g i n g   t h e   f u n c tio n   in   A C O   class i f icatio n   s ta g a n d   th h id in g   ca p ac it y   c an   b i n cr e ased   s ig n i f ica n tl y   w it h   a f f ec tin g   t h P SNR   b y   ch o o s in g   ei th er   Flat  f u n ct io n   i n   E q u at io n   ( 5 )   o r   Si n f u n ctio n   i n   E q u a tio n   ( 7 ) ,   in s tead   o f   Gau s s ia n   a n d   W av e   f u n ctio n s   i n   E q u atio n   ( 6 )   an d   E q u atio n   ( 8 ) ,   r esp ec tiv el y .   T h h id in g   ca p ac it y   a n d   P S N R   o f   th p r o p o s ed   w o r k   is   h ig h er   t h a n   o r   co m p ar ab le  t o   o th er   m e th o d s .   T h P SN R   o f   t h p r o p o s ed   m et h o d   r e m ai n   ab o v 1 0 0   d B   f o r   all  i m a g es  as  d is c u s s ed   in   Sec tio n   I V.   I n   s h o r t,  th A C b ased   d ata  h id in g   in   co m p le x   r eg io n   tech n iq u is   a n   ef f icien a n d   s ec u r d ata  h id i n g   m et h o d ,   r esu lti n g   i n   h i g h   q u alit y   s te g o - i m a g e,   s ig n i f ica n tl y   h ig h   P SN R   a n d   r ea s o n ab le  d ata  h id in g   ca p ac it y .         R E F E R E NC E S   [ 1 ]   N.  F .   Jo h n s o n ,   a n d   S .   Ja j o d ia,  " E x p lo rin g   ste g a n o g ra p h y S e e in g   th e   u n se e n , "   C o mp u ter ,   v o l.   3 1 ( 2 ),   p p .   2 6 - 3 4 ,   1 9 9 8 .   [ 2 ]   S .   Kh a n ,   M .   A .   Irf a n ,   M .   Ism a il ,   T .   Kh a n ,   a n d   N.  A h m a d ,   Du a l   l o ss les c o mp re ss io n   b a se d   ima g e   ste g a n o g ra p h y   fo lo d a ta   ra te  c h a n n e ls,   In   In tern a ti o n a Co n f e re n c e   o n   Co m m u n ica ti o n   T e c h n o lo g ies   (Co m T e c h ),   2 0 1 7 ,   p p .   60 - 6 4 .     [ 3 ]   J.  F rid ric h ,   M .   G o lj a n ,   a n d   R.   Du ,   " In v e rti b le  a u th e n t ica ti o n , "   P h o t o n ics   W e st  2 0 0 1 - E lec tro n ic  Im a g in g In tern a ti o n a S o c iety   f o Op ti c s an d   P h o to n ics ,   2 0 0 1 .   [ 4 ]   C.   W .   Ho n sin g e r,   P .   W .   Jo n e s,  M .   Ra b b a n i ,   a n d   J.  C.   S t o f f e l,   " L o ss les r e c o v e r y   o a n   o rig in a im a g e   c o n tain in g   e m b e d d e d   d a ta,"   U.S .   P a ten t   No .   6 , 2 7 8 , 7 9 1 .   2 1   A u g .   2 0 0 1 .   [ 5 ]   S .   Kh a n ,   a n d   M .   H.  Yo u sa f ,   " Im p le m e n tatio n   o f   V L S S teg n o g ra p h y   U sin g   M o d u lar  Dista n c e   T e c h n iq u e , "   In n o v a ti o n a n d   A d v a n c e s   in   C o m p u ter,  In f o rm a ti o n ,   S y ste m S c ien c e s,  a n d   En g in e e rin g .   S p ri n g e Ne Yo rk ,     p p .   5 1 1 - 5 2 5 ,   2 0 1 3.   [ 6 ]   M .   A .   Ir f a n ,   N.  A h m a d ,   a n d   S .   Kh a n ,   A n a l y sis  o f   V a r y in g   Lea st  S ig n if i c a n Bit DC T   a n d   S p a ti a Do m a in   S teg n o g ra p h y ,   S in d h   Un iv.   Res .   J o u r.  ( S c i.   S e r.) ,   v o l.   4 6   (3 ),   p p .   3 0 1 - 3 0 6 ,   2 0 1 4 .   [ 7 ]   S .   Kh a n ,   N.   A h m a d ,   a n d   M .   W a h id ,   V a ry in g   in d e x   v a ry in g   b it su b sti tu ti o n   a lg o rit h m   f o th e   i m p le m e n tatio n   o f   V L S ste g a n o g ra p h y ,   J o u rn a o th e   Ch in e se   In stit u te  o E n g i n e e r s,  v o l.   3 9   ( 1 ),   p p .   1 0 1 - 1 0 9 ,   2 0 1 6 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.