I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute r  E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   9 ,  No .   6 ,  Dec em b er   201 9 ,   p p .   5 2 8 6 ~ 5 2 9 4   I SS N:  2088 - 8708 ,  DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 9 i 6 . p p 5 2 8 6 - 5294           5286       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   A new  appro a ch  for enha ncing  LS B steg a no g ra phy   using  bidirec tion a l coding  sche m e       M o ha m m e d Al - M o m i n ,  I s s a   Ah m ed  A bed ,  H us s ein A .   L e f t a h   Ba sra h   En g in e e rin g   T e c h n ica l  Co ll e g e   (BET C),   S o u th e r n   T e c h n ica l  Un iv e rsity   (S T U) ,   Ira q         Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Dec   10 ,   2 0 1 9   R ev i s ed   J u l   19 ,   2 0 1 9   A cc ep ted   J u l 2 7 ,   2 0 1 9       T h is  p a p e r  p ro p o se s  a   n e w   a lg o rit h m   f o r  e m b e d d in g   p riv a te  in f o rm a ti o n   w it h in   a   c o v e r   i m a g e .   Un li k e   a ll   o th e r  a lrea d y   e x isti n g   a l g o rit h m s,  th is  o n e   ten d s  t o   e m p lo y   th e   d a ta  o f   th e   c a rrier  i m a g e   m o re   e ff ici e n tl y   su c h   t h a t   th e   im a g e   lo o k s  les s  d isto rted .   A s   a   c o n se q u e n c e ,   th e   p riv a te  d a ta  is  m a in tain e d   u n p e rc e iv e d   a n d   th e   se n t  i n f o r m a ti o n   sta y s   u n su sp ic io u s.  T h is  tas k   is   a c h iev e d   b y   d iv id in g   th e   lea st  si g n if ica n t  b it   p lan e   o f   th e   c o v e r  i m a g e   in to   f ix e d   siz e   b lo c k s,  a n d   th e n   e m b e d d in g   t h e   re q u ire d   t o p - se c re t  m e ss a g e   w it h in   e a c h   b l o c k   u sin g   o n e   o f   two   o p p o site  w a y s  d e p e n d in g   o n   th e   e x ten t  o f   sim il a rit y   o f   e a c h   b lo c k   w it h   th e   p riv a te  in f o rm a ti o n   n e e d e d   to   b e   h i d d e n .   T h is  tec h n iq u e   w il l  c o n tri b u te  to   les se n   th e   n u m b e r  o f   b it s  n e e d e d   to   b e   c h a n g e d   in   th e   c o v e r  im a g e   to   a c c o m m o d a te  th e   p riv a te  d a ta,  a n d   h e n c e   w il l  su b sta n ti a ll y   re d u c e   th e       a m o u n t  o f   d isto rt io n   in   t h e   ste g o - ima g e   w h e n   c o m p a re d   to   th e   c las sic   L S B  im a g e   ste g a n o g ra p h y   a lg o rit h m s.   K ey w o r d s :   Data   e m b ed d in g   I m ag e  p r o ce s s i n g   I n f o r m a tio n   h id in g   Steg a n o g r ap h y   Co p y rig h t  ©   2 0 1 9   In stit u te o f  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 l  rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Mo h a m m ed   A l - Mo m i n ,     B asra h   E n g in ee r i n g   T ec h n ical   C o lleg e  ( B E T C ) ,   So u t h er n   T ec h n ical  U n i v er s it y ,   B asra h ,   I r aq .   E m ail:  m o h a m m ed . al - m o m in @ s t u . ed u . iq       1.   I NT RO D UCT I O N   T h e  d r am atica l l y   in cr ea s in g   n u m b er   o f   ap p licatio n s   th a t  ar e  h av in g   p lace   o n   th e   I n ter n e t,  to g eth er   w it h   t h e  m a s s i v e  tr en d s   o f   p eo p le  to w ar d s   s o cial  m ed ia  s er v ices  h as  p u t  t h e  i n f o r m atio n   p r iv ac y   o n   b o ttlen ec k   [ 1 ] .   Ma n y   r esear ch   ef f o r ts   h a v e  b ee n   d ed icate d   f o r   d ev elo p in g   n e w   alg o r it h m s   o f   h i d in g   p r i v ate   d ata  b eh in d   elu s i v e  n o n - i m p o r tan t  in f o r m at io n .   T h e  tar g et  in f o r m atio n   w h ic h   n ee d s   to   b e  tr an s m itted   in   to p   s ec u r it y   m a y   b e  co n ce aled   b ey o n d   tex t u al  co v er   b y   i n c lu d in g   th e  i n f o r m atio n   b its   in cl u s i v el y   a m o n g   th e  co v er ’ s   d ata.   T h e  s ec u r e  in f o r m at io n   m a y   al s o   b e  co v er ed   w it h   i m a g e,   a u d io ,   o r   v id eo   f i les.   On l y   t h e  p ar t y   t h is   i n f o r m atio n   i s   i n te n d ed   to   b e  s e n t  to   h a s   au th o r it y   to   r etr iev e  th e   p r iv at e  in f o r m at io n   f r o m   th e  co v er   d ata.   On   t h e  o th er   h an d ,   th e  m e s s a g e  it s elf   ca n   b e  tex t c h ar ac ter s ,   s o u n d   tr ac k s ,   o r   v id eo   clip s .   T h e  w o r d   s te g an o g r ap h y   ca m e  f r o m   th e   co m b i n atio n   o f   t wo   Gr ee k   w o r d s   s te g a n o s   w h ic h   i m p lies   h id d en ,   an d   th e  w o r d   g r ap h y   w h ic h   m ea n s   w r iti n g ,   t h er ef o r e  s teg a n o g r ap h y   i s   d ef in ed   as  h id d en   w r iti n g   [ 2 ,   3 ] .   Ma n y   p ap er s   h av e  b ee n   co n d u cted   in   th e  f ield   o f   s teg a n o g r ap h y   a n d   w ater   m ar k i n g ,   th e s e   p ap er s   g en er all y   co n ce n tr ated   o n   t w o   a s p ec ts ,   ca p ac it y   a n d   s ec u r it y .   I n   ca p ac it y   it  is   m e an t  t h e  m a x i m u m   av ailab le  s p ac e  i n   w h ich   p r i v ate  d ata  ca n   b e  s to r ed ,   o r   i n   o th er   w o r d s   t h e  m a x i m u m   allo w ab le  s i ze   o f   th e  h id d en   d ata   [ 4 ] .   I n   co n tr ast,  o th er   k i n d   o f   p ap er s   g iv es  n o   o r   f e w er   ex p en s e  to   c ap a cit y ,   w h ile  th e y   co n ce n tr ate  o n   t h e  r o b u s tn e s s   o f   s y s te m ’ s   s ec u r i t y   [ 5 ] .     E m b ed d i n g   m es s ag e s   in to   a  co v er   i m ag e  i s   v er y   f a m iliar   i n   ca s e  o f   m ilit ar y   ap p licatio n s ,   s in ce   s u ch   in f o r m atio n   n ee d s   to   b e  d ea lt   w ith   i n   ex tr e m e   co n f id e n tialit y   [ 6 ] .   I n   im a g e  s teg an o g r ap h y ,   t h e  p u r e  v i s ib l e  i m ag e  t h at  d o es  n o t  h a v e  th e  em b ed d ed   p r iv ate  m es s ag e  w it h i n   it  is   ca lled   th e   co v er   o r   ca r r ier   im a g e,   w h er e as  th e  n a m e  s te g o   is   ter m ed   t o   th e  co v er   w h e n   it  ca r r ier   th e  h id d en   tar g et  i n f o r m atio n .   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:  2088 - 8708       A   n ew a p p r o a c h   fo r   en h a n cin g   LS B   s teg a n o g r a p h y   u s in g   b i d ir ec tio n a l c o d in g …    ( Mo h a mme d   A l - Mo min )   5287   On e  i m p o r tan t   co n ce r n   t h at   m u s t   b e  ta k en   i n to   ac co u n t  wh en   e m b ed d in g   m e s s a g es   i n to   a  co v er   is   th e  i m p er ce p tib ilit y ,   w h er e  a s   m u c h   as   th e   i m ag e  lo o k s   u n d is to r ted ,   it  r e m ai n s   b e y o n d   all  s u s p icio n s .   C o n s eq u en tl y ,   a  g o o d   s teg a n o g r ap h ic  alg o r ith m   is   n ec es s ar il y   ch ar ac ter ized   b y   it s   ex t r e m e  d if f icu l t y   to   p er ce iv e  an y       ab n o r m ali t y   i n   th e  s te g o - i m a g e  b y   th e  h u m a n ’ s   e y e.   T h er ef o r e,   th e  v is u al  q u alit y   o f   t h e  s teg o   s tr o n g l y   a f f ec ts   th e   p er f o r m a n ce   o f   th e  s te g an o g r ap h ic  s y s te m .   T h e  b etter   th e   q u alit y   o b tain ed ,   th e  g r ea ter   th e  p er f o r m an ce   ac h ie v ed .   I n   th e   v i s u a l  q u al it y   it   is   n o t  m ea n t  t h e  ab s o l u te  q u alit y   o f   t h e  s te g o - i m a g e,   b u t  in s tead ,   th e  q u alit y   r elate d   to   th e  o r ig in al  co v er   i m a g e,   o r   in   o th er   w o r d s ,   th e  d i f f ic u lt y   to   d if f er e n tiate   a m o n g   th e  t w o   i m a g es ( s te g o ,   an d   co v er ) .   I n   th is   p ap er ,   a  n e w   tech n iq u e  ai m s   to   m i n i m ize  th e  n u m b er   o f   m o d if icatio n s   in   t h e  ca r r ier   im a g e  d ata  w h e n   e m b ed d in g   co n f id en tial  in f o r m a tio n   h a s   b ee n   s u g g e s ted .   C o v er   i m a g e  is   f i r s t  p ar tit io n ed   in to   s m al ler   s ized   b lo ck s ,   a n d   t h e   s i m ilar it y   b et w ee n   ea c h   i n d i v id u al  b lo c k   b its   a n d   t h eir   co r r esp o n d in g   b it s   o f   th e  m ess a g e  w a n ted   to   b e  co n ce aled   is   tak e n   in to   co n s id er at io n   w h e n   co d in g   th e  s ec r et  m ess a g e  in to   a  s teg o - i m a g e.   Me s s a g e  b its   ar e  e n c o d e d   in   o n e  d ir ec tio n   w h e n   th er e  is   a  d o m i n a n t  s i m ilar i t y ,   an d   en co d ed   in   th e  r ev er s e  d ir ec tio n   w h e n   t h e  d is s i m ilar it y   i s   d o m i n an t  b et w ee n   t h e  m es s ag e   an d   t h e  c o r r esp o n d in g   co v er   b its .   T h e  L SB   o f   t h e  co v er   i m ag e  is   to   b e  a m e n d ed   ac co r d in g   to   th is   cr i ter io n ,   i n   o r d er   to   ac co m m o d ate   th e  s ec r et  m ess a g e.   T h is   w a y   t h e  n u m b er   o f   m o d i f icatio n s   in   th e   b its   th e   ca r r ier ’ s   L SB   w ill  b e  r ed u ce d   r esu lti n g   in   a n   en h an ce d   v is i b le  q u alit y   o f   t h e  s te g o - i m a g e,   an d   h en ce   en h a n ce d   i m p er ce p tib ilit y .   I n   t h is   p ap er ,   s ec tio n   I I   d is cu s s es   t h e  d if f er en t  s tr ate g ies  u s ed   f o r   i m a g e  s teg a n o g r ap h y .   I n   a d d itio n ,   s ec tio n   I I I   ex p lain s   t h e  co n v e n tio n al   L S B   s teg a n o g r ap h y   s y s te m .   Sect io n   I V  o n   t h e  o t h er   h a n d ,   s h o w s   t h e  ex p er i m en tal   r esu lt s   o f   o u r   p r o p o s ed   alg o r ith m ,   an d   co m p ar e  w it h   th e  o th er   ex is t en t  al g o r ith m s   in   t er m s   o f   t h e  Me a n   Sq u ar e  E r r o r ,   MSE ,   an d   th e  Stru ctu r al  Si m i lar it y ,   S SIM ,   in d ex .   Fi n all y ,   s ec tio n   I V  co n cl u d es th is   p ap er .       2.   I M AG E   ST E G ANO G RAP H Y   I t  is   v er y   f a m iliar   to   h id e  in f o r m atio n   w ith in   an   i m a g e  as  a  co n s eq u en ce   to   th e  r elati v el y   h i g h   s to r ag e  ca p ac it y   as  w ell  as  s a tis f y i n g   i m p er ce p tib ilit y   i t  o f f er s   d u e  to   th e  lar g e  n u m b er   o f   r ed u n d an t  b its   it   co n tain s   [ 7 ] .     I m ag es  ar e  d ea lt   w it h   in   co m p u ter   as  f i x ed   s iz e  m atr ices  o f   p ix el s .   T h ese  p ix els  ar e  r ep r esen ted   in   m an y   d i f f er en t  w a y s   d ep en d i n g   o n   t h e  t y p e  i m a g e  co d in g   u s ed .   I n   g r a y - s ca led   i m a g e  t y p e,   ea ch   p i x el  is   ex p r ess ed   b y   a  s in g le  8 - b it  v a lu e  w h ic h   r ep r esen ts   th e  d e g r ee   o f   th e  g r a y   s ca le  t h is   p i x el  h as,  g r ad ed   f r o m   0   to   2 5 5 [ 8 ] .   I n   co n tr ast,   in d e x ed   i m a g es,   u s e  t h e   p ix el ’ s   v a lu e   to   r ef er   to   a   s ep ar ate  s tan d - alo n e  i n d ex ,   w h ich   i n   tu r n   d ef i n e s   th e  h u e  o f   th is   p ix el  ac cu r atel y .   B lack   an d   w h it e  i m ag e s   u s e  t h e  v al u e  o f   0   to   r ep r esen t  th e  b lac k   co lo r ,   an d   1   t o   r ep r esen t  w h it e,   w h er e  n o   b lack n e s s   g r ad in g   is   o f f er ed   [ 8 ] .   On   th e  o th er   h an d ,   R GB   i m a g e   u tili ze s   th r ee   8 - b its   n u m b er s   t o   d ef in e  th e  q u a n tit y   o f   r ed n e s s ,   g r ee n n e s s ,   an d   b lu e n ess   o f   th e  co r r esp o n d in g   p ix el  [ 8 ] .   Sin ce   t h e  b an d w id t h   o f   co m m u n icat io n   n et w o r k s   is   li m i t ed   d u e  t o   th e  v a s t  n u m b er   o f   u s er s ,   a n d   th e  n u m er o u s   b a n d w id th   ea ti n g   ap p licat io n s   t h at  ar e  u s ed   o v er   th ese  n et w o r k s ,   th i s   m ak es  u p lo ad in g   a n d   d o w n lo ad i n g   b i g   s ized   i m ag e s   an   i n e f f icie n t  w a y   [ 9 ] .   A lter n ativ el y ,   i m a g es  ar e  u s ed   to   b e  co m p r es s ed   b ef o r e   b ein g   f o r w ar d ed   o n   th e  n et w o r k ’ s   lin k s .   Dif f er en t  ap p r o ac h es  w ith   d i f f er en t  p er f o r m a n ce s   ex i s t  in   t h i s   ar ea .   T h ese  ap p r o ac h es  ca n   b e  r o u g h l y   cla s s i f ied   i n to   t w o   m ain   t y p e s ,   lo s s y   a n d   lo s s less   co m p r ess io n   tech n iq u es.   I n   lo s s y   s y s te m ,   u n n ec es s ar y   i n f o r m atio n   o f   i m a g e  i s   r e m o v ed   to   ac h i ev e   a  s u b s ta n tial  d i f f er en ce   i n   th e  i m a g e  s ize,   w h er ea s   lo s s less   tec h n iq u es  u s ed   s o m e   s tatis tical  s tr ate g ie s   to   r ed u ce   th e  n u m b er   o f   r ed u n d an cie s   in   i m a g e,   an d   h e n ce   r ed u ce   th e  o r ig i n al  i m a g e  s ize  [ 1 0 ] .   On e  o f   t h e  m o s t  co m m o n   co m p r e s s io n   tec h n o lo g ies  u s ed   is   t h e  J P E G  ( J o in t  P h o to g r ap h ic  E x p er ts   Gr o u p )   im a g e  co d in g .   T h e  latest  u s e s   a  lo s s y   co m p r ess io n   s ch e m e,   w h er e  t h e  i m a g e  i s   tr an s f o r m ed   f r o m   i ts   s p ec ial  co o r d in ates  in to   f r eq u en c y   d o m a in   co o r d in ates.  T h e   m aj o r   id ea   is   s tan d in g   b e y o n d   th e  i n ab ilit y   o f   h u m a n   e y es   to   r ec o g n ize  ch a n g e s   o f   i m ag e s   i n   h i g h   f r eq u en c y   s p ec tr u m   [ 1 1 ] .   Dis cr ete   C o s i n e  T r an s f o r m   ( DC T )   w h ic h   is   a  m o d i f ied   v e r s io n   o f   Di s cr ete  Fas t  Fo u r ier   T r an s f o r m   ( DFFT )   is   u s ed   to   r ep r esen t  th e  i m a g e   in   f r eq u e n c y   d o m ain .   On l y   th e  s m a ll  p o r tio n   o f   i m ag e   in f o r m atio n   w h ich   is   lo ca ted   at  lo w   f r eq u e n c y   s p ac e  i s   k ep t  s u r v i v ed ,   w h er ea s   all  o t h er   d ata  is   o m itted .   DW T   ( Dis cr ete  W av elet  T r an s f o r m )   is   a ls o   s o m et i m e s   u s ed   to   co m p r ess   i m a g e  f iles   [ 1 2 ] .     I n   i m a g e  s t e g a n o g r ap h y ,   a s   t h e  n a m e  i m p lies ,   t h e  m ed i u m   to   h id e  s ec r et  in f o r m atio n   b e h in d   i s   an   i m a g e,   w h er e  t h is   tech n iq u e   ex p lo its   t h e  li m ited   ca p ab il it y   o f   h u m a n ’ s   e y e   to   p er ce p t  s o m e   k i n d s   o f   ad j u s t m e n ts   i n   th e  co v er   i m a g e.   Ma n y   a s p ec ts   o f   h u m an   e y e’ s   li m itatio n s   w er e  in v est ed   to   ac c o m m o d ate   th e  s ec r ete  m e s s a g e  w it h in   t h e  ca r r ier   im ag e  w i th o u t  b ein g   n o ticed   b y   u n tar g eted   w atc h er s .   No te  th at  lo s s y   i m a g e  co m p r ess io n   tec h n iq u e s   ar e  n o t  s u itab le  f o r   s o m e  t y p es  o f   s teg a n o g r ap h y   s i n ce   th e  i m p o r tan t  m e s s a g e  b its   ca n   b e  m is s ed   as  v icti m   o f   ap p l y i n g   t h e  co m p r e s s io n   m et h o d   [ 1 3 ] .     A cc o r d in g   to   th e  w a y   o f   h id i n g   th e  p r iv ate  d ata  w it h in   t h e  co v er   f ile,   i m a g e  s te g a n o g r ap h y   c an   b e  class i f ied   in to   th r ee   m aj o r   k in d s .       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.  9 ,   No .   6 ,  Dec em b er   201 9   :   5 2 8 6   -   5 2 9 4   5288   a.   Data   I n s er tio n   Stra teg y   T h is   k i n d   d ep en d s   o n   i n s er ti n g   th e   d ata   o f   th e   s ec r et  m e s s a g e  i n   p l ac es  o f   t h e  ca r r ier   i m a g e  w h er e   th e  w atc h er   w il l  n o t  p er ce i v e .   Of   co u r s e,   t h is   r ed u n d an t  d ata  ad d itio n   w ill   b e  ac co m p an ied   b y   i m a g e   s ize  e n lar g e m e n t  w h ic h   m a y   b e  co n s id er ed   as  a   clea r   d r a wb ac k   o f   th e   s y s te m .   Ho w ev er ,   th i s   m et h o d   o f   s teg a n o g r ap h y   p o s s ess e s   g o o d   d eg r ee   o f   i m p er ce p tib ilit y   s i n ce   p r iv ate  d ata  ar e   u s ed   to   b e  e m b ed d ed   in   lo ca tio n s   th at   ar e  u s u all y   i g n o r ed   b y   th e   ap p licatio n   th at   d is p la y s   t h e  i m a g e,   s u c h   as  in   th e  h ea d er   o r   tr ailer   o f   th e  i m ag e ’ s   f ile  [ 1 4 ] .   b.   Data   R ep lace m e n t S tr ateg y   I n   co n tr ast  to   th e  d ata  i n s er t io n   tech n iq u e,   t h is   m et h o d   d o es  n o t   m a k e  an y   ch a n g e  to   th e  s ize  o f   th e  ca r r ier   i m ag e  f ile,   s i n ce   it  d o es  n o t  in s er t  an y   m o r e  b its .   I n s tead ,   th i s   tech n iq u e  r ep lace s   s o m e  b its   o f   th e  o r ig in al   co v er   i m a g e  w h ic h   h av e   m in o r   e f f ec ts   o n   th e   a p p ea r an ce   o f   t h e  r es u lt in g   i m a g e.   T h e  s p ac e   th at  is   a v ailab le  f o r   e m b ed d in g   th e  p r iv ate  d ata  is   to tall y   g o v er n ed   b y   th e  n u m b er   o f   in s i g n i f ican t  b its   o f   th e  co v er   i m a g e.   T h e  i m p er ce p tib ilit y   m ea s u r e  is   th i s   m et h o d   d e p en d s   o n   th e  d eg r e e  o f   s ig n if ican ce   o f   th e  r ep lace d   b its ,   an d   th e  d eg r ee   o f   s i m i lar it y   to   t h e  o r ig i n al  i m a g e,   th e  m o r e  s i m ilar   th e  s teg o - i m ag e   o b tain ed ,   th e  m o r e  th e  p er f o r m an ce   ac h ie v ed   [ 1 4 ] .   c.     C o v er   I m a g e  Gen er atio n   Stra t eg y   I n   co n tr ast  to   th e  o t h er   s tr ate g ies,  th i s   o n e  u s es  a  o n e - w a y   a lg o r ith m   to   co n s tr u ct  a  u n iq u e   co v er   i m ag e  co r r esp o n d in g   to   ea ch   p r iv at e  m ess a g e.   T h is   w a y   s tr en g t h en s   th e  s y s te m   a g ai n s t  m al icio u s   attac k s   w h ic h   u t ilizes  a  co m p ar i s o n   b et w ee n ,   th e  s teg o   a n d   co v e r   i m ag e s   to   d is co v er   t h e  h id d en   m e s s a g e.   T h e  m a j o r   p r o b lem   w i th   t h i s   m et h o d   is   t h e  r an d o m   b eh a v io r   o f   t h is   a lg o r it h m ,   w h er e   th e  g en er ated   i m a g e  co n s i s ts   o f   r an d o m   s h a p es a n d   co lo r s ,   w h ic h   m a y   b e  s u s p ec ted   b y   t h e  en d   u s er s   [ 1 4 ] .       3.   I M AG E   ST E G ANA L Y SI S   T h e  ter m   s teg a n a lysi s   r ef er s   to   tech n iq u e s   u s ed   to   r e v ea l  th e   h id d en   in f o r m a tio n   e m b ed d ed   in   th e  co v er   f ile  [ 1 5 ,   1 6 ] .   Ma n y   al g o r ith m s   w er e  i n tr o d u ce d   f o r   th i s   p u r p o s e.   T h e  s teg a n o g r ap h y   s y s te m   is   co n s id er ed   b r o k en   as  s o o n   as  t h e  h id d en   d ata  is   e x tr ac ted   f r o m   t h e  co v er   f ile,   e v en   th o u g h   s u c h   d ata  h a v e  n o t   b ee n   d ec o d ed   o r   d ec ip h er ed   t o   its   o r ig i n al  s ec r et  m es s ag e.   I n   f ac t  an y   c h a n g e   th a t  is   m a d e  to   th e  co v er   f il e   h as  it s   o w n   e f f ec t  o n   t h e  ch ar ac ter is tics   o f   th e  co v er   i m a g e;   th is   r ea lit y   o p en s   th e  d o o r   to   th e  s te g r an o g r ap h ic   ef f o r t s .   T h e  f o llo w in g   th r ee   m ai n   t y p e s   o f   i m a g e  s te g an al y s i s   tec h n iq u e s   ca n   b e  d is tin g u i s h ed .   ( i)   P ass i v e   s teg a n al y s i s   attac k i n g   tec h n iq u e:  T h e  ai m   o f   t h is   tech n iq u e  is   to   d is co v er   a n d   r ea d   th e  p r iv ate  m es s ag e  s to r ed   in   th e  ca r r ier   i m ag e  w it h o u t  a n y   tr en d   to   m o d if y   t h e  s te g o   im ag e  d ata.   T h er e f o r e  th is   m et h o d   k ee p s   th e  s etg o - f ile  in tact  [ 1 7 ] .   ( ii)    A ctiv e  att ac k s :  T h is   attac k   ch an g e s   th e  co n ten t  o f   t h e  s te g o - i m a g e  b y   ad d in g   s o m e  n o is e   to   th e  i m ag e  i n   o r d er   to   p r ev en t  an y   p r o b ab le  s ec r et  in f o r m atio n   f r o m   b ein g   co n v e y ed   as  a  p r ec au tio n ar y   p r o ce d u r e  ev en   if   t h e  tr a n s m it te d   i m a g e  w as  o u t  o f   s u s p icio n   [ 1 8 ] .   ( iii)  Ma licio u s   a ttack in g   tec h n iq u e:   I n   th i s   tech n iq u e,   t h e  a ttack er   n o t   o n l y   h as   th e   ab ilit y   to   a m e n d   t h e  s teg o - i m ag e,   b u t  f u r th er   t h e y   p lay s   a   r o le  o f   o n e   o n   th e  au t h o r ized   co m m u n ic atin g   p ar ties   b y   r ep lacin g   th e  o r ig in al  s te g o - i m a g e  b y   a  f ak e  o n e  to   co n v e y   f ab r icate d   th e  in f o r m a tio n   t h e y   w an t to   th e  en d   u s er s   [ 1 8 ].       4.   CO NVEN T I O NA L   L SB   ST E G ANO RARH Y  M E T H O D   E ac h   p i x el  i n   a   g r a y   s ca led   i m ag e  r ep r esen ts   th e   d ar k n e s s   o f   th at   p o in t   o f   th e   i m a g e  w h er e   th i s   p i x el   is   lo ca ted .   T h e  v a lu e   o f   t h i s   p ix el  r an g e s   f r o m   0   to   2 5 5   t o   in ter p r et  2 5 6   d eg r ee s   o f   d ar k n e s s .   T h e  v al u e  0   co r r esp o n d s   to   a  p u r e  b lack   co lo r ,   an d   th e  a m o u n t  o f   p i x el ’ s   w h i ten e s s   i n cr ea s es  w i th   th e   in cr ea s e  t h is   v al u e,   w h er ea s   th e  v alu e  2 5 5   co r r esp o n d s   to   a  p u r e   w h i te  co lo r .   T h ese  2 5 6   lev els  o f   w h i ten e s s   ar e  r ep r esen ted   b y   an   8 - b it  n u m b er .   I t  is   clea r   th at  c h an g es  to   t h e  v er y   la s t  b it  ( L S B )   d o   n o t  m a k e  a  s i g n i f ica n t  c h an g e  i n   th e  v a lu e   o f   t h e  n u m b er ,   a n d   h en ce   i n   a m o u n t  o f   d ar k n e s s   o f   th e   p i x el  co r r esp o n d in g   to   t h at  n u m b er .   Fo r   i n s ta n ce ,   if   o n e  ch a n g es   th e   L SB   o f   a  p ix el  f r o m   1 0 1 0 0 0 0 1   w h ic h   r ea d s   1 6 1   in   d ec i m a l  to   1 0 1 0 0 0 0 0   w h ic h   r ea d s   1 6 0 ,   th e  v al u e  o f   d ar k n ess   d o es  n o t   in cr ea s e   th a t  m u c h   th at   t h e  h u m a n   e y e  ca n   r ec o g n ize.   T h is   f ac t  i s   e m p lo y e d   i n   L SB   s teg a n o g r ap h y ,   w h er e  t h e  L SB s   o f   t h e  i m ag e  p i x el s   ( w e ll  k n o w n   as  b it   0   p lan e)   ar e  r ep lace d   b y   th e  p r iv ate  m es s ag e  w a n ted   to   b e  h id d en .   I n   o r d er   to   test   t h e  s i g n i f ica n c e  o f   ea c h   b it  p la n e  o f   a n   i m ag e  in   th e   to tal  ap p ea r an ce   o f   t h at  i m a g e,   th e  i m a g e   i n   Fi g u r e  1   w a s   u s ed .   Fig u r es  2 - 5   s h o w   th e  p lo t   o f   b it  0 ,   4 ,   5   an d   7   p lan es.  I t  is   clea r   th at  b it  0   p lan e  d o es  n o t  h av e  th at  m u c h   i n f o r m atio n   t h at  a f f ec t  t h e  t o tal  ap p ea r an ce   o f   th e  i m a g e.   I n   co n tr ast,  a s   w e   m o v e  to w ar d s   t h e  MSB ,   m o r e  in f o r m atio n   i s   ex tr a cted .     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:  2088 - 8708       A   n ew a p p r o a c h   fo r   en h a n cin g   LS B   s teg a n o g r a p h y   u s in g   b i d ir ec tio n a l c o d in g …    ( Mo h a mme d   A l - Mo min )   5289           Fig u r e  1 .   T h e  o r ig in al  i m a g e  [ 1 9 ]   F ig u re   2 .   B it   0   p la n e               F ig u re   3 .   B it   4   p la n e   Fig u r e  4 .   B it 5   p lan e           Fig u r e  5 .   B it 7   p lan e       5.   T H E   P RO P O SE D  B I - DIR E CT I O NA L   L SB   ST E G ANO G RAP H Y  M E T H O D   I n   th is   s ec t io n ,   th e  p r o p o s ed   s teg a n o g r ap h y   tech n iq u e  i s   illu s tr ated .   T h e  L SB   p lan e   o f   th e  co v er   i m a g e  is   d iv id ed   in to   f i x ed   s i ze   b lo ck s .   B its   o f   ea ch   b lo ck   ar e  XORed   w i th   t h e  co r r esp o n d in g   m ess a g e  b its   th at  ar e  p lan n ed   to   b e  p lace d   th er e.   R eg ar d les s   o f   w h et h er   th e  m e s s a g e  i s   cip h er ed   o r   in   its   p lai n   f o r m ,   th e  m e s s a g e’ s   b it s   ar e  XORe d   w ith   t h e  co v er ’ s   b its .   I f   th e  n u m b er   o f   r e s u l tin g   ze r o s   e x ce ed s   t h e   n u m b e r   o n es,  t h is   i m p lie s   t h at  t h er e  ar e  m o r e  s i m ilar itie s   b et w ee n   th e  m es s a g e  an d   co v er   b its   t h an   d is s i m i l ar ities .   On   t h e  o th er   h a n d ,   if   t h er e  ar e  m o r e  o n es  y ield ed   f r o m   th e  XO R   o p er at io n   th an   ze r o s ,   th is   m ea n s   t h at   th e  n u m b er   d is s i m ilar it ies  b et w ee n   th e  co v er   an d   m e s s a g e   b its   is   g r ea ter   th an   th e  n u m b er   o f   s im i lar ities .   Si m i lar it y   o cc u r s   w h en   t h e  b i t  o f   th e  co v er   i m a g e  is   s i m ila r   to   th e  co r r esp o n d in g   b i t  o f   t h e  m e s s a g e  i m ag e,   w h er ea s   i f   th e s e  b its   d if f er   i n   t h eir   v al u es,  d is s i m ilar it y   o cc u r s .           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.  9 ,   No .   6 ,  Dec em b er   201 9   :   5 2 8 6   -   5 2 9 4   5290   I f   t h e  co v er ’ s   b lo ck   i n   to tal  i s   m o r e  s i m ilar   to   th e   co r r esp o n d in g   m e s s a g e  p ar t,  th e n   th e  in f o r m atio n   is   to   b e  co d e d   in   f o r w ar d   d ir ec tio n ,   w h er e  lo g ic  0   is   u s ed   t o   in ter p r et  th e  b it  v alu e  0 ,   an d   lo g ic  1   is   u s ed   to   in ter p r et  t h e  b it   v al u e  1 .   I n   co n tr ast,  i f   th e   n u m b er   o f   d i s s i m ilar itie s   e x ce ed s   th e   n u m b er   o f   s i m i lar ities ,   th en   b ac k w ar d   co d in g   is   u s ed .   I n   b ac k w ar d   co d in g   tech n iq u e,   it  is   m ea n t  th at  lo g ic  0   in   th e  c o v er   i m ag e  is   u s ed   to   e m b ed   t h e  v alu e   1   o f   th e   m e s s a g e ’ s   co r r esp o n d in g   b it,  an d   lo g ic  1   i s   u s ed   to   r e p r esen t  t h e  v al u e  0 .   T h e  aim   o f   t h is   b id ir ec tio n al  co d in g   tech n iq u e  i s   to   m i n i m i ze   th e  n u m b er   o f   a m e n d m en t  in   th e  co v er   i m ag e,   in   o r d er   to   k ee p   th e  s teg o   i m a g e  ( th e  i m ag e  w i th   t h e  e m b ed d ed   p r iv ate  m es s a g e)   as  m u ch   s i m ilar   to   th e  co v er   i m a g e  as  p o s s ib le.   C o n s eq u e n tl y ,   th i s   lead s   to   a  s u b s ta n t ial  r ed u ctio n   o f   t h e  er r o r   w h ich   is   d ef in ed   as   th e  d if f er en ce   b et w ee n   t h e  o r ig in a l c o v er   i m a g e  a n d   th e  i m a g e  w it h   e m b ed d ed   in f o r m atio n   ( s te g o - i m a g e) .   T h e  s ize  o f   b lo ck s   an d   s o m e  o th er   p ar am eter s   r eg ar d in g   th e  cip h er in g   tec h n iq u e,   i f   an y   cip h er in g   u s ed ,   ar e  to   b e  ag r ee d   b et w ee n   t h e  t w o   co m m u n icati n g   u s er s   i n   ad v an ce .   Si n ce   t h e  r ec ei v i n g   ter m in a l  h as   n o   p r io r   in f o r m atio n   ab o u t  t h e  co n s tr u ct io n   o f   th e  s ec r et  m ess a g e,   an d   to   w h at  ex ten t  a   p ar ticu lar   b lo ck   o f   th e  co v er   i m ag e  is   s i m i lar   to   th e  co r r esp o n d in g   p ar t  o f   p r iv ate  m e s s a g e ,   th e n   t h e  r ec eiv er   ca n n o t  m a k e   a  d ec is io n   ab o u t  w h eth er   t h e   em b ed d ed   d ata  w er e  co d ed   in   f o r w ar d   d ir e ctio n   o r   in   b ac k w ar d   d ir ec tio n .   Su c h   i n f o r m atio n   i s   ca r d in a l  t o   th e  r ec ei v er   i n   o r d er   to   b e  ab le  to   d ec o d e  an d   e x tr ac t  t h e  e m b ed d ed   d ata  f r o m   th e  s te g o - i m a g e.   T h is   p r o b le m   ca n   ea s il y   b e  tack led   if   t h e  s e n d er   leav es  a  f o o tp r in t  in   s o m e  p r ed ef in ed   ( ag r ee d )   l o ca tio n   in   th e  s teg o - i m ag e  to   i n d icate   th e  s i m ilar it y   in d ex .     Si m i lar it y   in d e x   w h ich   i s   r an g ed   f r o m   0   to   1   is   d ef i n ed   as  th e  a m o u n t  o f   s i m ilar it y   b et w ee n   th e  b it s   o f   th e  co n f id en tial  m e s s a g e  a n d   th e  co v er   i m a g e.   T h e  v al u e  0 . 5   0 f   th is   i n d ex   r e f er s   to   a n   eq u al  n u m b er   o f   s i m ilar ities   an d   d i s s i m ilar itie s .   I f   th e  s i m ilar it y   i n d ex   is   g r ea ter   th an   1 ,   th e n   t h e  n u m b er   o f   s i m ilar i ties   i s   g r ea ter   th a n   t h e  n u m b er   o f   d if f er en ce s ,   else  th er e  ar e  m o r e  d if f er e n ce s   th a n   li k eli n es s .   Si m ilar it y   i n d ex   is   n o t   th at  co s tl y   to   e m b ed   i n   th e  s t eg o - i m a g e.   I t  ca n   b e  r ep r esen ted   b y   a  m er e  o n e  b it,  w h er e  lo g ic  0   r ef er s   to   an   o v er all  s i m ilar it y   ( s i m ilar it y   in d ex   ≥   0 . 5 ) ,   an d   lo g ic  0   r ef er s   to   an   o v er all  d is s i m ilar i t y   ( s i m ilar it y   in d e x   <  0 . 5 ) ,   an d   it  ca n   b e  p lace d   in   t h e  f ir s t   b it  o f   ea ch   b lo ck   a s   w e  h a v e  u s ed   i n   o u r   s i m u la tio n ,   o r   in   th e   s a m e   lo ca tio n   o f   th e  b lo ck ’ s   f ir s t  b it  b u t  in   t h e  s ec o n d   L SB   b it  p lan e  ( b it - 1   p lan e) .   T h e  r ec eiv in g   u s er   d ec o d es  ea ch   0   as  0   an d   ea ch   1   as  1   if   th e  s i m ilar i t y   i n d ex   b it  is   1 ,   w h er ea s   it  in ter p r ets   ea ch   0   as   1   an d   ea ch   1   as  0   if   th e  s i m ilar it y   i n d ex   b it  is   0 .   Fig u r e   6   b elo w   s h o w s   t h e  s en d i n g   p ar t  f lo w   c h ar t  o f   th e  p r o p o s ed   s teg an o g r ap h y   ap p r o ac h ,   an d   Fig u r e  7   illu s tr a tes th e  r ec ei v in g   p ar t a lg o r it h m .   T h e  p er f o r m a n ce   o f   t h i s   n e w l y   i n tr o d u ce d   al g o r ith m   w a s   m ea s u r ed   ac co r d in g   to   t w o   m aj o r   cr iter ia:  m ea n   s q u ar ed   er r o r ,   an d   th e  s tr u ctu r al   s i m ilar it y .   T h ese   t wo   f ac to r s   ar e  co m m o n l y   u s ed   to   s tu d y   t h e  q u alit y   o f   r esu lt in g   i m ag e s   a f ter   d if f er en t  k i n d s   o f   m an ip u latio n s .   I n   m ea n   s q u a r ed   er r o r ,   th e  av er ag e  er r o r   o f   a  p ar t icu lar   p r o ce s s ed   i m a g e  w it h   r esp ec t  to   a   s ta n d ar d   r ef er en ce   i m ag e   i s   co m p u ted   ac co r d in g   to   eq u atio n   ( 1 )   b elo w .   R e f   is   t h e  r ef er e n c e  i m ag e,   a n d   I m   is   t h e  ac t u al   i m ag e  r eq u ir ed   to   b e  co m p ar ed   to   th e  r ef er en ce   i m a g e.   M  an d   N  ar e  th e  d i m e n s io n s   o f   th e  i m a g es.      = ∑     (   −   ) = , = = , = ×      ( 1 )     T h e  o th er   f ac to r   th at  d im e n s io n s   th e  p er f o r m a n ce   o f   th e   p r o p o s ed   s y s te m   p er f o r m an ce   i s   th e  s tr u ct u r al  s i m ilar i t y   b et wee n   t h e  s te g o - i m a g e  a n d   th e   o r ig in al  co v er   i m ag e.   T h e  b u ilt - in   M A T L A B   f u n ctio n   s s i m   w as  u s ed   to   c o m p u te  t h e  s tr u ct u r al  s i m ilar i t y   i n d ex   i n   a  w i n d o w   b a s ed   m an n er .   T w o   g r a y   s ca led   i m ag e s   w er e  ta k e n   to   t est  t h e  p er f o r m a n ce   o f   t h e  n e w   s y s te m ;  th e   ca t  i m a g e  i n   F i g u r e  1 ,   a n d   t h e  w ell - k n o w n   L en a  i m a g e.     Fig u r e   8   b elo w   s h o w s   L en a ’ s   i m a g e  af ter   e m b ed d i n g   3 2 KB   o f   co n f id e n tial  te x t  w it h i n   it.  I t  is   clea r   th at  t h is   i m ag e  d o es  n o t  r ai s e  an y   s u s p icio n   to   w a tch er s ,   an d   h en ce   k ee p s   th e  s teg an o g r ap h y   s y s te m   i m p er ce p tib le.   Fig u r es  9   an d   1 0   co m p ar e  th e  Me a n   Sq u ar e  E r r o r   ( MSE )   an d   th e  Stru ct u r al   Si m i lar it y   in d e x   ( SS I M)   o f   th e  p r o p o s ed   b id ir ec tio n al  co d in g   tec h n iq u e  w it h   th e  co n v en t io n al  o n e  f o r   th e  f ir s t  test   i m ag e,   ca t’ s   i m a g e.   I t  is   c lear   f r o m   th ese  f i g u r es  t h at  t h e  n e w l y   p r o p o s ed   s y s te m   o u t w ei g h s   th e   tr ad itio n al  tech n iq u e   to   a  s u b s ta n tial  e x te n t,  e s p ec iall y   f o r   s m aller   b lo ck s   s izes.   Fig u r es  1 1   a n d   1 2   o n   t h e  o t h er   h an d   p r ese n t  a n   o v er all  co m p ar is o n   b et w ee n   t h e  co n v e n tio n al   a n d   p r o p o s ed   L SB   s y s te m s   i n   ter m   o f   t h e  m ea n   s q u ar e  er r o r   an d   th e  s tr u ctu r al  s i m ilar it y   i n d ex   f o r   th e  s ec o n d   test   i m a g e,   L en a ’ s   i m a g e.   I t  is   also   o b v io u s   in   t h ese  f ig u r e s   th at  t h e  p r o p o s ed   s y s te m   s t ill  m o r e  b e n ef ice n t t h a n   t h e  tr ad itio n al  L SB   s y s te m ,   a n d   th i s   b en ef it i n cr ea s es  w i t h   th e  d ec r ea s e  o f   th e  b lo ck s   s ize s .       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:  2088 - 8708       A   n ew a p p r o a c h   fo r   en h a n cin g   LS B   s teg a n o g r a p h y   u s in g   b i d ir ec tio n a l c o d in g …    ( Mo h a mme d   A l - Mo min )   5291   S t a r t D i v i d e   t h e   c o v e r   i m a g e   i n t o   f i x e d   s i z e   b l o c k s X O R   t h e   b l o c k ’ s   b i t s   ( n e g l e c t i n g   t h e   f i r s t   b i t )   w i t h   t h e i r   c o r r e s p o n d i n g   m e s s a g e   b i t s E x t r a c t   t h e   L S B   b i t   p l a n e   f r o m   t h e   c o v e r   i m a g e T a k e   t h e   f i r s t   b l o c k E n d   o f   M e s s a g e   F r o m   t h e   X O R e d   r e s u l t   c o m p u t e S i m i l a r i t y   I n d e x = N u m b e r   o f   0 s / B l o c k   s i z e E m b e d   t h e   S i m i l a r i t y   b i t = 1   i n   t h e   f i r s t   b i t   o f   t h e   b l o c k E n d   o f   B l o c k s T a k e   t h e   n e x t   b l o c k N o N o S i m i l a r i t y   I n d e x ≥ 0 . 5 B a c k w a r d   C o d i n g C o d e   e v e r y   0   i n   t h e   m e s s a g e   a s   1 ,   a n d   e v e r y   1   a s   0 . F o r w a r d   C o d i n g : C o d e   e v e r y 0   i n   t h e   m e s s a g e   a s   0 ,   a n d   e v e r y   1   a s   1 E m b e d   t h e   c o d e d   m e s s a g e   i n t o   t h e   c o r r e s p o n d i n g   b l o c k   l o c a t i o n .   E n d Y e s Y e s E m b e d   t h e   S i m i l a r i t y   b i t = 0   i n   t h e   f i r s t   b i t   o f   t h e   b l o c k N o Y e s     Fig u r e  6 .   T h e  s en d in g   p ar t f lo w   c h ar t o f   th e  p r o p o s ed   s teg a n o g r ap h y   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.  9 ,   No .   6 ,  Dec em b er   201 9   :   5 2 8 6   -   5 2 9 4   5292   S t a r t D i v i d e   t h e   s t e g o   i m a g e   i n t o   s t e g o - b l o c k s   o f   t h e   a g r e e d   s i z e R e a d   t h e   s i m i l a r i t y   b i t   ( f i r s t   b i t   o f   t h e   b l o c k )   E x t r a c t   t h e   L S B   b i t   p l a n e   f r o m   t h e   s t e g o - i m a g e T a k e   t h e   f i r s t   S t e g o - b l o c k E n d   o f   M e s s a g e E n d   o f   S t e g o - b l o c k s T a k e   t h e   n e x t   S t e g o - b l o c k N o N o S i m i l a r i t y   b i t = 0 B a c k w a r d   D e c o d i n g D e c o d e   e v e r y   0   i n   t h e   b l o c k   a s   1 ,   a n d   e v e r y   1   a s   0 . F o r w a r d   D e c o d i n g : D e c o d e   e v e r y   0   i n   t h e   b l o c k   a s   0 ,   a n d   e v e r y   1   a s   1 R e v e a l   t h e   m e s s a g e   e m b e d d e d   w i t h i n   t h i s   s t e g o - b l o c k   E n d Y e s N o Y e s Y e s     Fig u r e   7 .   T h e  r ec eiv in g   p ar t f l o w   ch ar t o f   th e  p r o p o s ed   s teg a n o g r ap h y   ap p r o ac h     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:  2088 - 8708       A   n ew a p p r o a c h   fo r   en h a n cin g   LS B   s teg a n o g r a p h y   u s in g   b i d ir ec tio n a l c o d in g …    ( Mo h a mme d   A l - Mo min )   5293       Fig u r e   8 .   L en a  I m ag e   [ 2 0 ]             Fig u r e   9 .   Me an   Sq u ar e  E r r o r   o f   th e  r es u lt in g   ca t ’ s   s teg o - i m ag e     Fig u r e  1 0 .   Stru ctu r al  Si m i lar it y   I n d ex   o f   th e  r es u lti n g   ca t’ s   s teg o - i m ag e             Fig u r e  1 1 .   Me an   Sq u ar e  E r r o r   o f   th e  r es u lti n g   L e n a ’ s   s teg o - i m ag e     Fig u r e  1 2 .   Stru ctu r al  Si m i lar it y   I n d ex   o f   th e  r es u lti n g   L e n a’ s   s te g o - i m a g e       6.   CO NCLU SI O N   I n   th is   p ap er ,   a  n o v el   id ea   f o r   i m p r o v in g   t h e  co n v e n tio n al  L S B   s te g an o g r ap h y   w as  i n tr o d u ce d .   T h e  b id ir ec tio n al  co d in g   tech n iq u e  w a s   s u g g ested   h er e  to   m in i m ize  th e  n u m b er   o f   a m en d m e n ts   m ad e  to   th e  o r ig i n al  co v er   i m a g e  b its   w h e n   e m b ed d in g   th e  tar g e t  co n f id en tial  m es s ag e.   T h e   o r ig in al  co v er   i m ag e  w a s   d iv id ed   in to   a   s i m ilar   s ize  b l o ck s ,   a n d   ea ch   b lo c k   w a s   e n co d ed   in d iv id u al l y   to   th e   s te g o - i m a g e  i n   o n e   o f   th e  eit h er   d ir ec tio n s .     I n   b id ir ec tio n al  co d in g ,   it  i s   m ea n t  th at  lo g ic  0   o f   th e   p r iv ate  m ess a g e  b its   is   eit h er   en co d ed   as  0   an d   lo g ic  1   a s   1 ,   o r   lo g ic  0   is   e n co d ed   1 ,   an d   1   is   e n co d ed   as  0   i n   ea ch   s te g o - b lo ck   d ep en d in g   o n   th e   ex te n t  o f   s i m ilar it y   a m o n g   t h e  co v er ’ s   b lo ck   b its   f r o m   o n e   s i d e  a n d   tar g et  m e s s a g e  b it s   f r o m   t h e  o th er   s id e.   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.  9 ,   No .   6 ,  Dec em b er   201 9   :   5 2 8 6   -   5 2 9 4   5294   T w o   m ain   f ac to r s   w er e  co n s i d er ed   h er e  to   ex a m i n e  t h e  e f f icien c y   o f   t h e  p r o p o s ed   s y s te m ,   n a m el y   th e  m ea n   s q u ar e  er r o r   an d   th e   s tr u ctu r al  s i m ilar i t y   i n d ex .   T h e  m i n o r   d is to r tio n   r esu lted   as  a  co n s eq u en ce   o f   e m b ed d in g   t h e  s ec r et   m e s s a g e  in   th e   co v er   i m a g e  to   p r o d u ce   a  s te g o - i m a g e  w a s   p r ec is el y   co m p u ted   a n d   co m p ar ed   w it h   th at   o f   co n v e n tio n al  L SB   s te g an o g r ap h y   s y s te m s .   T h is   n e w   ap p r o ac h   w a s   ex a m i n ed   o n   t w o   test   co v er   i m a g es.  A l l  th e   r es u lti n g   d ata  w as  s u p p o r tiv e,   wh er e  w as  f o u n d   t h at  t h e  n e w   b id ir ec tio n al  co d ed   L SB   s teg a n o g r ap h y   ap p r o ac h   ac h ie v es  a  s u b s tan t ial  r ed u ct io n   in   th e   m ea n   s q u ar e  er r o r ,   as  w ell  a s   a  b etter   s i m ilar it y   i n d ex ,   esp ec iall y   wh en   t h e  co v er   i m a g e  is   p ar titi o n ed   in to   m o r e  s m al ler   s ized   b lo ck s .   Fu t u r e  w o r k   m a y   i n clu d e  i m p r o v i n g   t h e  alg o r ith m   b y   e x p an d in g   i t  to   e m p lo y   m o r e  t h an   o n e  L S B   b it  p la n e,   w h er e   th e  e m b ed d in g   ca p ac it y   ca n   b e  ex ten d ed   to   in clu d e  t h e  th r e e  o r   ev en   f o u r   L SB   b it  p lan es.  An o th er   s u g g es tio n   is   to   d ev elo p   th e  s y s te m   to   w o r k   o n   co lo r ed   im a g es r at h er   th an   g a y   s ca le  o n e s .       RE F E R E NC E S     [1 ]     Ra n - Zan   W a n g ,   Ch i - F a n g   L in ,   J a - Ch e n   L in ,   “ Im a g e   h id in g   b y   o p ti m a l  L S B  su b stit u ti o n   a n d   g e n e ti c   a lg o rit h m , ”   In   Pa tt e rn   Rec o g n it io n ,   V o lu m e   3 4 ,   Iss u e   3 ,   p p .   6 7 1 - 6 8 3 ,   2 0 0 1 .   [2 ]     Ch i - Kw o n g   Ch a n ∗ ,   L . M .   Ch e n g ,   “ Hid in g   d a ta  in   im a g e s  b y   si m p le  L S B  su b stit u ti o n ”   ,   De p a rtme n t  o f  C o mp u ter   En g i n e e rin g   a n d   I n fo rm a ti o n   T e c h n o lo g y ,   Cit y   Un ive rs it y   o f  Ho n g   Ko n g ,   Ho n g   Ko n g   ,   A u g u st 2 0 0 3 .   [3 ]     Dr.  M .   Um a m a h e s wa ri  P ro f .   S .   S i v a su b ra m a n ian   S .   P a n d iara jan ,   “ A n a l y si s o f   Diffe re n t  S teg a n o g ra p h ic A lg o rit h m s   f o r  S e c u re d   Da ta  Hid i n g , ”  IJ CS NS   In ter n a ti o n a l  J o u rn a l  o f  C o mp u ter   S c ien c e   a n d   Ne two rk   S e c u rity ,   V OL . 1 0   No . 8 ,   A u g u st 2 0 1 0 .   [4 ]     L e e ,   Ye u a n - Ku e n ,   a n d   L in g - Hw e i  Ch e n .   " Hig h   c a p a c it y   ima g e   ste g a n o g ra p h ic  m o d e l, "   IEE   Pro c e e d in g s - Vi si o n ,   Ima g e   a n d   S i g n a l  Pr o c e ss in g   1 4 7 . 3 ,   p p .   2 8 8 - 2 9 4 ,   2 0 0 0 .   [5 ]     W a n g ,   S h e n ,   B ian   Ya n g ,   a n d   Xia m u   Niu .   " A   se c u re   ste g a n o g ra p h y   m e th o d   b a se d   o n   g e n e ti c   a lg o rit h m . "   J o u rn a l  o f   In fo rm a t io n   Hid in g   a n d   M u lt ime d ia   S ig n a l  Pro c e ss in g   1 ,   n o .   1 ,   28 - 35 ,   2 0 1 0 .   [6 ]     Ku m a r,   A rv in d ,   a n d   Km   P o o ja.   " S teg a n o g ra p h y - A   d a ta  h id in g   tec h n iq u e , "   In ter n a ti o n a l   J o u rn a l  o f   Co mp u ter   Ap p li c a ti o n s   9 ,   n o .   7 ,   19 - 23 ,   2 0 1 0 .   [7 ]     M o rk e l,   T a y a n a ,   Ja n   HP   El o f f ,   a n d   M a rti n   S .   Oliv ier.  " A n   o v e r v i e w  o f   i m a g e   ste g a n o g ra p h y , "   In   IS S A ,   p p .   1 - 1 1 .   2 0 0 5 .   [8 ]     M c A n d re w ,   A l a sd a ir.   " A n   in tr o d u c t io n   to   d ig it a l  im a g e   p ro c e ss in g   w it h   m a tl a b   n o tes   f o r  s c m 2 5 1 1   im a g e   p ro c e ss in g . "   S c h o o l  o f  C o mp u ter   S c ien c e   a n d   M a t h e ma ti c s,  Vi c t o ri a   Un ive rs it y   o f  T e c h n o lo g y   2 6 4   ( 2 0 0 4 ).   [9 ]     Ra b b a n i,   M a ji d ,   a n d   P a u l   W .   Jo n e s.   Dig it a l   ima g e   c o mp re ss io n   tec h n i q u e s .   V o l.   7 .   S P IE  P re ss ,   1 9 9 1 .   [1 0 ]     S in g h ,   M a n jari,   S u sh il   Ku m a r,   a n d   S id d h a rth   S i n g h . " V a ri o u s   I m a g e   Co m p re ss io n   T e c h n iq u e s:  L o ss y   a n d   L o ss les s , "  In ter n a ti o n a l  J o u rn a l  o f  Co m p u ter   A p p l ica ti o n s ( 0 9 7 5   –   8 8 8 7 )  V o l u m e   1 4 2   –   No . 6 ,   M a y   2 0 1 6 .     [1 1 ]     Ra id ,   A .   M . ,   W .   M .   Kh e d r,   M .   A .   El - Do su k y ,   a n d   W e s a m   A h m e d .   " JP EG   i m a g e   c o m p re ss io n   u sin g   d isc re te  c o sin e   tran sf o r m - A   S u rv e y , "   In ter n a ti o n a l  J o u rn a l  o f   Co mp u ter   S c ien c e   &   En g in e e rin g   S u rv e y   ( IJ CS ES )  Vo l. 5 ,   No . 2 ,   p p .   3 9 - 47 ,  A p ril   2 0 1 4 .   [1 2 ]     Ch o w d h u ry ,   M .   M o z a m m e l  Ho q u e ,   a n d   Am in a   Kh a tu n .   " I m a g e   c o m p re ss io n   u si n g   d i sc re te  w a v e let   tran sf o r m , "   IJ C S I  In ter n a ti o n a l  J o u rn a l  o f  C o mp u ter   S c ien c e   Iss u e s   9 ,   n o .   4 ,   p p .   3 2 7 - 3 3 0 ,   2 0 1 2 .   [1 3 ]     Am in ,   M u h a li m   M o h a m e d ,   M a z lee n a   S a ll e h ,   S u b a riah   Ib ra h im ,   M o h d   Ro z i  Ka tm in ,   a n d   M .   Z.   I.   S h a m su d d in .   " In f o rm a ti o n   h id i n g   u sin g   ste g a n o g ra p h y , "  In   T e lec o m m u n ica ti o n   T e c h n o lo g y ,   2 0 0 3 .   NCT T   2 0 0 3   P ro c e e d in g s.  4 t h   Na ti o n a l  Co n f e re n c e   o n ,   p p .   2 1 - 2 5 .   IEE E,   2 0 0 3 .   [1 4 ]     Al - M o h a m m a d ,   A d e l.   " S teg a n o g ra p h y - b a s e d   se c re t  a n d   re li a b l e   c o m m u n ica ti o n s:  Im p ro v in g   ste g a n o g ra p h ic  c a p a c it y   a n d   i m p e rc e p ti b il it y . "   Ph D  d iss.,   Bru n e l  Un ive rs it y ,   S c h o o l  o f  In f o rm a ti o n   S y ste ms ,   Co mp u t in g   a n d   M a th e ma ti c s T h e se s ,   2 0 1 0 .   [1 5 ]   Ka ra m p id is,  K.,   Erg in a ,   K.,   &   P a p a d o u ra k is,  G . ,   “ A   re v ie w   o f   i m a g e   ste g a n a l y sis  te c h n iq u e s  f o r  d ig it a l  f o re n sic s , ”  J o u rn a l  o f  In fo rm a ti o n   S e c u rity  a n d   A p p li c a ti o n s  4 0 ,   p p . 2 1 7 – 2 3 5 ,   2 0 1 8 .   [1 6 ]   H u i  T ian ,   Ju n   S u n ,   Yo n g f e n g   Hu a n g ,   T ian   W a n g ,   Yo n g h o n g   Ch e n ,   a n d   Yi q iao   Ca i ,   “ De tec ti n g   S teg a n o g ra p h y   o f  A d a p ti v e   M u lt irate   S p e e c h   w it h   Un k n o w n   Em b e d d in g   Ra te , ”   M o b il e   In fo rm a ti o n   S y ste ms ,   v o l.   2 0 1 7 ,   A rti c le  ID  5 4 1 8 9 7 8 ,   1 8   p a g e s,  2 0 1 7 .   h tt p s:// d o i. o rg /1 0 . 1 1 5 5 /2 0 1 7 / 5 4 1 8 9 7 8 .   [1 7 ]     S h m a to k ,   A .   S . ,   A .   B.   P e tren k o ,   A .   B.   Ye li z a ro v ,   V .   A .   Ty to v ,   a n d   E.   A .   Bo ry se n k o .   " S t e g a n a l y sis  o f   g r a p h ic   c o n tain e r, "   На у ко є мні  те х но л о г і ї   4 ,   p p . 4 2 6 - 4 2 9 ,   2 0 1 3 .   [1 8 ]     Co x ,   In g e m a r,   M a tt h e w   M il ler,  Je ff re y   Blo o m ,   Je ss ica   F rid ric h ,   a n d   T o n   Ka lk e r.   Dig it a l  wa t e rm a rk in g   a n d   ste g a n o g ra p h y .   M o rg a n   Ka u fm a n n ,   2 0 0 7 .   [1 9 ]     Nk o n d o g   A n se lm e   V e n c e sla s,  F e b   1 5 th ,   2 0 1 9 ,   M a c h in e   lea rn i n g   is  a ll   a b o u t   ma t h ,   a c c e ss e d   5   J u ly   2 0 1 9 ,   <   h tt p s:/ /m e d iu m . c o m /@n k a n v e n /m a c h in e - lea rn in g - is - a ll - a b o u t - m a th - 7 5 8 4 8 c b 0 c 9 3 d   >.   [2 0 ]     Ka ti e   S h a rk e y   a n d   Na re sh   Cu n to o r,   M a rc h   2 0 th   ,   2 0 1 2 ,   A  M a jo r B r e a k th ro u g h   in   Im a g e   Pro c e ss in g ,   a c c e s se d   5   Ju ly   2 0 1 9 ,   <  h tt p s:/ /b l o g . k it w a re . c o m / a - m a jo r - b re a k th ro u g h - in - im a g e - p ro c e ss in g / >.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.