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 .   3 ,  J u n e   201 9 ,   p p .   2 1 8 5 ~ 2 1 9 5   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 ,  DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 9 i 3 . p p 2 1 8 5 - 2195          2185       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   I m a g e w a ter m a r k ing   ba sed o n in t eg er w a v elet    trans for m - sing ul a r v a lue  d eco m po sitio n  w ith   v a ria n ce  p ix els         F er da   E rna w a n 1 ,   Dha ni Ar ia t m a nto 2   1 F a c u lt y   o f   Co m p u ter S y ste m s &   S o f tw a r e   En g in e e rin g ,   Un iv e rsiti   M a la y sia   P a h a n g ,   M a lay sia   2 F a c u lt y   o f   Co m p u ter S c i e n c e ,   Un iv e rsitas   Am ik o m   Yo g y a k a rt a ,   In d o n e sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   9 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   Dec   2 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Dec   3 0 ,   2 0 1 9       W it h   th e   e ra   o f   ra p id   tec h n o lo g y   in   m u lt im e d ia,  th e   c o p y rig h t  p ro tec ti o n   is  v e r y   i m p o rtan t  to   p re se r v e   a n   o w n e rsh ip   o f   m u lt ime d ia  d a ta.  T h is  p a p e r  p ro p o se s  a n   im a g e   w a ter m a r k in g   sc h e m e   b a se d   o n   In teg e r  W a v e let  T ra n s f o r m   (IW T )  a n d   S in g u lar  V a lu e   De c o m p o siti o n   ( S V D).  T h e   b in a ry   w a t e r m a r k   is  s c ra m b led   b y   A rn o ld   tran sf o rm   b e f o re   e m b e d d in g   w a t e r m a r k .   Em b e d d in g   lo c a ti o n s  a re   d e term in e d   b y   u sin g   v a rian c e   p ix e ls.  S e lec ted   b lo c k s  w it h   th e   l o w e st  v a rian c e   p ix e ls  a re   tran sf o r m e d   b y   I WT ,   th u s  t h e   L L  su b - b a n d   o f   8 × 8   IW T  is  c o m p u ted   b y   u sin g   S V D.  T h e   o rth o g o n a l  U  m a tri x   c o m p o n e n t  o f   U 3, 1   a n d   U 4, 1   a re   m o d if ied   u sin g   c e r tain   ru les   b y   c o n sid e ri n g   th e   w a ter m a rk   b it s a n d   a n   o p ti m a l  th re sh o l d .   T h is r e se a rc h   re v e a ls   a n   o p ti m a l  th re sh o l d   v a lu e   b a se d   o n   t h e   trad e - o f f   b e t w e e n   ro b u st n e ss   a n d   im p e rc e p ti b il it y   o f   w a ter m a rk e d   im a g e .   In   o rd e r  to   m e a su re   th e   w a t e r m a r k in g   p e rf o r m a n c e ,   t h e   p ro p o se d   sc h e m e   is  tes ted   u n d e r  v a rio u s  a tt a c k s.  T h e   e x p e ri m e n tal  re su lt s  in d ica te  th a t  o u r  sc h e m e   a c h iev e s  h ig h e r   ro b u stn e ss   th a n   o t h e r  sc h e m e   u n d e r  d if fe re n t  ty p e s o f   a tt a c k .   K ey w o r d s :   E m b ed d in g   tec h n iq u e   I m ag e  w ater m ar k in g   I n teg er   w a v elet  tr an s f o r m   Sin g u lar   v al u e  d ec o m p o s itio n     Var ian ce   p ix el s     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 :   Fer d a  E r n a w a n ,     Facu lt y   o f   C o m p u ter   S y s te m s   &   So f t w ar e  E n g in ee r i n g ,   Un i v er s iti Ma la y s ia  P ah an g ,   L eb u h r a y a  T u n   R az ak   2 6 3 0 0   Ga m b an g ,   K u an ta n   P ah a n g   D ar u l M ak m u r ,   Ma la y s ia .   E m ail:  f er d a@ u m p . ed u . m y       1.   I NT RO D UCT I O N   W ith   r ap id   g r o w t h   o f   in ter n et  tech n o lo g y ,   co p y r ig h t   an d   s ec u r it y   ar e  th e   m aj o r   is s u es  to w ar d s   m u lti m ed ia  d is tr ib u tio n .  D ig i tal  w ater m ar k in g   t ec h n iq u e  i s   an   alter n ati v e  s o lu t io n   to   p r o v id e  m u l ti m ed ia  p r o tectio n .   I m a g e   w ater m ar k i n g   tec h n iq u e  e m b ed s   t h e  co p y r ig h t   i n f o r m atio n   w h ic h   m ai n tai n s   t h e  q u alit y   o f   th e  h o s t  i m a g e .   I m a g e  w ater m ar k i n g   ca n   b e  p er f o r m ed   in   s p atial  an d   f r eq u e n c y   d o m ai n s .   I n   s p at ial  d o m ai n ,   th e  w ater m ar k   is   d ir ec l y   e m b ed d ed   in to   th e  i m a g e  p ix e ls .   T h is   s ch e m e  p r o v id es   lo w   co m p u tat io n al   co s t  an d   it  is   ea s y   to   b e  i m p le m e n t ed   [ 1 ] .   T h is   tech n iq u e   ca n   ac h ie v e   h ig h   i m p er ce p tib ilit y   o f   th e  w ater m ar k ed   i m ag e.   Ho w e v er ,   th is   s c h e m e  p r o v id es  w ea k   r o b u s t n es s   ag ain s t  n o is e  attac k s   an d   J P E G  co m p r ess io n .   I m ag e  w ater m ar k i n g   b ased   o n   tr an s f o r m ed - d o m a in   p r o d u ce s   a  g o o d   r o b u s tn e s s   ag a i n s t  s e v er al  attac k s .   T h e  t r an s f o r m ed - d o m ai n s   s u c h   as  Dis cr e t e  C o s i n e   T r an s f o r m   ( DC T )   [ 2] - [ 5 ] ,   Dis cr et e   W av elet  T r an s f o r m   ( DW T )   [ 6 ] ,   [ 7 ] ,   I n teg er   W a v elet  T r an s f o r m   ( I W T )   [ 8 ]   h av e   b ee n   w id el y   u s ed   i n   i m ag e   w ater m ar k i n g   s ch e m es.   Mo s t  o f   w ater m ar k i n g   s c h e m es  ap p lied   h y b r id   s c h e m e  b et w e e n   SVD  a n d   tr an s f o r m   d o m ai n s   t o   i m p r o v e  r o b u s tn e s s   o f   t h e  w ater m ar k ed   i m ag e .   w ater m ar k in g   s c h e m es.  L a i  [ 9 ]   p r esen ted   DC T - S VD  w ater m ar k i n g   s c h e m e  b ased   o n   h u m a n   v is u al  c h ar ac ter is tics .   L ai  p r esen ted   th e  e m b ed d in g   w ater m ar k   tech n iq u e  b y   ex a m i n i n g   th e   f ir s t   c o lu m n   o f   o r t h o g o n al   U   m a tr ix .   L ai ’ s   s c h e m e   c an   ac h iev e  a   g o o d   i m p er ce p tib ilit y   o f   th e  w a ter m ar k ed   i m a g e.   Ho w e v er ,   L a i’ s   s ch e m e  p r o v id es  w ea k   r o b u s t n ess   ag a in s t sp ec k le   an d   Gau s s ia n   n o is e s .   Ma k b o l  et  a l .   [ 1 0 ]   p r esen ted   DW T - SVD  w ater m ar k i n g   tec h n iq u e  th at  co n s id er   th 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 .   3 ,  J u n e  2 0 1 9   :   2 1 8 5   -   2 1 9 5   2186   h u m a n   v is u al  ch ar ac ter is tic.   T h e  em b ed d in g   p r o ce s s   w as   ex a m i n ed   o r th o g o n al  U   m a t r ix   o f   DW T - SVD.   T h eir   s ch e m e  h as  ad o p ted   L a i’ s   s c h e m e  f o r   th e  e m b ed d in g   w ater m ar k .   Ma k b o l’ s   s ch e m e  ac h ie v es  h i g h e r   r o b u s tn es s   an d   i m p er ce p tib ilit y   r esp ec ti v el y   th a n   L ai 's   s ch e m e.   W h ile,   DW T   f il ter   p er f o r m s   th e   tr an s f o r m atio n   i n   t h e  f lo ati n g   p o in t.  I t  m a y   lo o s e  p er f ec t   r ec o n s tr u ct io n   d u r in g   t h e  co n v er s io n   f r o m   i n te g e r   i m a g e  p ix el s   to   f lo ati n g   p o in t   an d   f r o m   f lo atin g   p o in t  to   i n teg er   i m a g e  p ix e ls   [ 1 1 ] .   I t  lea d s   r o u n d - of f   er r o r s   th at  g iv e  e f f ec t to   th e  q u al it y   o f   th e  w a ter m ar k ed   i m a g e.   T h is   p ap er   p r o p o s es  i m a g e  wate r m ar k i n g   b ased   o n   I W T - SVD  w it h   v ar ia n ce   p i x els.  T h e  e m b ed d i n g   lo ca tio n s   ar e  d eter m i n ed   b ase d   o n   t h e  v ar ian ce   p ix el s   o n   ea ch   b lo ck .   B lo ck s   w i th   t h e  lo west  v ar ia n ce   p ix el s   ar e  s elec ted   f o r   e m b ed d ed   w at er m ar k .   T h e  n u m b er   o f   s elec t ed   b lo ck s   ar e  s i m ilar   to   t h e  n u m b er   o f   w ater m ar k   b its .   T h e  b in ar y   w ater m ar k   b its   ar e  s cr a m b led   b e f o r e  e m b ed d in g   i n   o r d er   to   p r o v id e  ad d itio n al  s ec u r it y .   E ac h   s elec ted   b lo ck   is   tr an s f o r m ed   u s in g   8 ×8   I W T ,   th en   L L   s u b - b a n d   is   co m p u ted   u s in g   SVD.   T h e  o r th o g o n al  U   m atr i x   o f   I W T - SVD  is   m o d if ied   u s i n g   s o m e  r u le s   w it h   an   o p ti m al  th r e s h o ld .   T h e  p r o p o s e d   w ater m ar k i n g   s ch e m e   m a y   i m p r o v e  t h e  i m p er ce p tib ilit y   an d   r o b u s t n es s   p er f o r m a n ce   co m p ar e  to   o th er   s ch e m es.  T h e  r est  o f   th i s   p ap er   is   o r g an ized   as  f o llo w s .   T h e  b r ief   p r eli m i n ar ies  o f   v ar ian ce   p ix els,  A r n o ld   tr an s f o r m ,   I W T   an d   SVD  ar e  d is cu s s ed   in   Sect io n   2 .   T h e  p r o p o s ed   em b ed d in g   a n d   ex tr ac tin g   w ater m ar k   ar e  p r esen ted   in   Sectio n   3 .   T h e  ex p er im e n tal  s et u p   o f   t h e  p r o p o s ed   w ater m ar k i n g   s c h e m e  is   d i s cu s s ed   in   Sectio n   4 .   Sectio n   5   p r esen ts   th e  e x p er i m e n tal  r es u lts .   F in al l y ,   Sectio n   6   co n clu d es t h e  co n tr ib u tio n   o f   th i s   p ap er .       2.   P RE L I M I NARIE S   2 . 1 .     Va ri a nce  i m a g e  pix e ls     T h e  v ar ian ce   f u n ctio n   h a s   b e en   i m p le m e n ted   i n   [ 1 2 ] ,   it  h as  b ee n   u s ed   to   d eter m i n e  t h e  s elec ted   b lo ck s   o f   e m b ed d in g   w ater m ar k .   T h e  v ar ian ce   p ix els  i n d i ca te  th e  m o s t  co m p le x   b lo ck s   o f   th e  i m ag e.   I ts   lo ca tio n s   ar e  s u itab le  f o r   e m b ed d in g   w ater m ar k   in   o r d er   to   i m p r o v e  th e   in v i s ib ilit y   o f   t h e  w ater m a r k ed   i m a g e.   T h e  v ar ian ce   p ix el s   ar e  d ef in ed   b y :       1 1 2 2 n V Vi S n i           ( 1 )     w h er e   n   r ep r esen ts   th e  n u m b er   o f   i m ag e  p ix e ls   o n   ea ch   b lo ck ,    Vi   d en o tes  ea ch   p ix el  an d    V   r e p r esen ts   t h e   av er a g e  p ix e l v al u e  o n   ea ch   i m ag e  b lo ck .       2 . 2 .     Arno ld t ra ns f o rm   A r n o ld   tr an s f o r m   is   p er f o r m ed   u s i n g   m o d u lo   o p er atio n   [ 1 3 ] .   T h is   tech n iq u e  ch a n g es   th e  p i x e l   p o s itio n   in   o r d er   to   s cr am b le  th e  b in ar y   w ater m ar k .   T h e  p e r io d   th e  s cr am b le  w ater m ar k   is   u s ed   as  a  s ec r et   k e y .   A ttac k er   w i ll  d if f icu lt  to   id en tify   t h e  in f o r m at io n   o f   th e  e m b ed d ed   w ater m ar k   ev en   th e  attac k er   s u cc e s s f u l to   ex tr ac t th e  w a ter m ar k .   A r n o ld   tr an s f o r m   ca n   b e  d ef in ed   b y :     N y x y x m o d 2 1 1 1 ' '   ( 2 )     w h er e  ' ' y x r ep r esen ts   t h e  v ec to r   p o s itio n   af ter   s h i f ti n g ,   y x d en o tes    th e  o r ig i n al  v ec to r   p o s itio n   b ef o r e  s h i f ti n g   an d   mo d   d en o tes  th e  m o d u l u s   o p er atio n   af ter   d iv i s i o n   w i th   N .   T h e  in v er s e  A r n o l d   tr an s f o r m a tio n   is   d ef in ed   as:      N y x y x m o d ' ' 1 1 1 2   ( 3 )     2 . 3 .     I nte g er   w a v elet   t r a ns f o r m     I n teg er   w a v elet  tr a n s f o r m   u s es  a  li f ti n g   s c h e m e  to   p er f o r m   t h e  in teg er   to   i n te g e r   w a v elet   tr an s f o r m   [ 1 1 ] .   T h is   tec h n iq u e  is   u s ed   to   av o id   r o u n d in g   o f f   er r o r s   d u r i n g   t h e  co n v er s io n   f r o m   i m ag e   p ix el s   to   th e  tr an s f o r m ed   co e f f icie n t s .   T h e  li f ti n g   s c h e m e  m a y   p r o d u ce   p er f ec t  r ec o n s tr u c tio n   i m ag e   w ater m ar k i n g .   T h e  lif ti n g   w a v elet  tr a n s f o r m   ca n   b e  d o n e  i n   t h r ee   s ta g es   e. g .   s p lit,  p r ed ict  a n d   u p d ate.   T h e  b lo ck   d ia g r a m   o f   th e  li f ti n g   a n d   in v er s e  li f ti n g   o p er atio n   is   s h o w n   i n   Fi g u r e  1 .   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       I ma g e  w a terma r kin g   b a s ed   o n   in teg er w a ve let  tr a n s fo r m - s in g u la r   va lu e  d e co mp o s itio n …  ( F erd a   E r n a w a n )   21 87                   Fi g u r e  1 .  L i f ti n g   a n d   in v er s e  li f ti n g   o p er atio n s       First  s ta g e   is   s p lit ,   t h e  s i g n al s   ar e  d iv id ed   in to   ev en   f e  a n d   o d d   f o   v alu es .   T h e  n ex t  s tag e  is   p r ed ict ,  th e  o d d   s eq u en ce   v alu e s   ar e  p r ed icted   w it h   t h e  ev e n   s e q u en ce   i n   th e  p r ed icto r .   T h i r d   s tag e  is   u p d ate   o p er atio n ,   a  n e w   e v en   v al u es  ar e  o b tain ed   b y   m er g i n g   t h e  p r ed icted   o d d   v alu e  an d   o r ig i n al  ev en   v al u e  b ased   o n   u p d ater .   T h e  p r ed icted   o d d   v alu e  r ep r esen t s   h i g h   f r eq u en c y   co ef f icien ts   an d   ev e n   v al u e  as  lo w   f r eq u e n c y   co ef f icie n t s .   T h e  in v er s e  l if t in g   o p er atio n   ca n   b e  d o n e  b y   m e r g e   o p er atio n .     2 . 4 .     Sin g ula r  v a lue dec o m po s it io n    B lo ck   i m ag e  w i th   t h e  s ize  o f   N × N   ca n   b e  d ec o m p o s ed   u s in g   s i n g u lar   v al u e  d ec o m p o s i tio n .   T h e  SVD  o f   an   i m a g e  A   ca n   b e  d ef in ed   b y   [ 1 4 ] :     T U S V A     ( 4 )     w h er e  U  a n d   V  r ep r esen t   th e   o r th o g o n al  m atr ice s   a n d   S  is   th e   d iag o n a l  m atr ix   th a t  co n tai n   n o n - n e g ati v e   v alu e.       3.   P RO P O SE D  SCH E M E     T h is   s ec tio n   d is c u s s   th e   p r o p o s ed   w a ter m ar k in g   s c h e m e   b ased   o n   I W T - SVD   w it h   v ar ia n ce   p i x els .  T h e  em b ed in g   a n d   ex tr ac ti n g   p r o ce d u r es a r e  d is cu s s ed   in   t h e  n ex t  s u b - s ec tio n s .     3 . 1 .     E m bed din g   pro ce du re   I n   th is   p r o ce d u r e,   th e  s elec ted   r eg io n s   ar e  d eter m in ed   b y   lo w e s t  v ar ia n ce   p ix el  v al u es  o f   ea ch   b lo ck .   E ac h   s e lecte d   b lo ck   is   tr an s f o r m ed   b y   I W T - SVD.   T h e  U 3 , 1   an d   U 4 , 1   co e f f ic ien t s   o f   o r th o g o n al   U   m atr i x   ar e   m o d i f ied   f o r   e m b ed d in g   wate r m ar k .   T h e  w a ter m ar k   e m b ed d i n g   s c h e m e  i s   ill u s tr ated   in   Fi g u r e  2 .   T h e  p r o p o s ed   em b ed d in g   al g o r ith m   is   p r esen ted   i n   A l g o r ith m   1 .           Fig u r e  2 .  B lo ck   d iag r a m   o f   e m b ed d i n g   w ater m ar k       f   f o   f e   S p l i t   +   -   P r e d i c t   U p d a t e   Hi   Lo   f”   f e   f o   Me r g er   -   +   P r e d i c t   U p d a t 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 .   3 ,  J u n e  2 0 1 9   :   2 1 8 5   -   2 1 9 5   2188   Alg o rit h m   1 .   E m bed din g   Al g o rit h m s   I np ut:   Ho s t i m a g e;  w ater m ar k ;   P re - pro ce s s ing :   Step   1 :   An   i m ag e  i s   d iv id ed   in to   n o n - o v er lap p in g   b lo ck s   o f   8 ×8   p ix els   Step   2 :   T h e  v ar ian ce   o f   ea ch   b lo ck   is   ca lcu lated ,   th e n   th e  b lo ck s   w it h   th e  lo w est  v ar ian ce   v a lu e  ar e  s elec ted   f o r   e m b ed d in g   w at er m ar k .   T h e  s elec ted   b lo ck s   ar e  eq u al  to   t h e  n u m b er   o f   w ater m ar k   b it s .     St ep   3 :   Sav e  x   an d   y   co o r d in ates o f   ea ch   s elec ted   b lo ck   w it h   t h e  lo w est v ar ia n ce   v al u e.   Step   4 :   T h e  b in ar y   w ater m ar k   i s   s cr a m b led   u s i n g   A r n o ld   tr an s f o r m .   E m be dd i ng   w a t er m a r k :   Step   5 :   E ac h   s elec ted   b lo ck   is   tr a n s f o r m ed   u s i n g   8 ×8   I W T .   T h u s ,   L L   s u b - b an d   is   t r an s f o r m ed   b y   SVD  to   g e n er ate  o r th o g o n al  U  ,  S  ,   an d   V  m atr ices.   Step   6 :   C alcu late  th e  a v er ag e  ab s o l u te   v alu e  o f   co m p o n e n t  m a tr ix   U 3 , 1   an d   U 4 , 1   co ef f icie n t:   b  =  ( | U 3 , 1 | + | U 4 , 1 | ) /2                                                                                                                                                                                                                                   ( 5 )   E m b ed   ea ch   b in ar y   w ater m ar k   b it b y   m o d i f y in g   o r th o g o n al  U  m atr i x   w it h   r u les :   R u le  1 : I f   U k, 1   is   a  n e g ati v e  v a lu e,   s et  a  =  - 1   a n d   µ  =  - R   else  a  =  1   an d   µ   =  R ,   f o r   k   =  3 ,   4   a n d   R  r ep r esen ts   th e  o p ti m al   p ar am eter   tr ad e - o f f   b et w ee n   r o b u s t n es s   an d   i m p er ce p tib ilit y .   T h e  o p ti m al   th r es h o ld   R   i s   d is c u s s ed   i n   d etail  as   p r esen ted   i n   Sectio n   3 . 3 .   R u le  2 : I f   t h e  b in ar y   w ater m ar k   b it =   1 ,   th en   u p d ate  U k, 1  b y   t h e  f o r m u la:   U k, 1   =  a * b   +   ( - 1) k   µ/2                                                                                                                                                                                                 ( 6 )   R u le  3 : I f   t h e  b in ar y   w ater m ar k   b it =   0 ,   th en   u p d ate  U k, 1  b y   t h e  f o r m u la   U k, 1   =  a * b   -   ( - 1) k   µ/2                                                                                                                                                                                                   ( 7 )   w h er e  µ  i s   a  t h r es h o ld   v al u e   o f   t h e  o p ti m a l  p ar a m eter   R ,   eith er   i s   a  n e g ativ e   o r   p o s iti v e  v alu e.   I f   U k, 1  is   n e g ati v e,   th e n   w e  s e t  a  an d   µ   as n e g ati v e  an d   v ice  v er s a.     P o s t - pro ce s s ing :   Step   7 :   T h e  m o d if ied   s elec ted   b lo ck s   ar e  p e r f o r m ed   b y   i n v er s e  S VD,   th en   w e  i m p le m e n t  i n v e r s e   I W T .   Step   8 :   C o m b i n e  all  th e  m o d if ied   s ele cted   b lo ck s   to   g en er ate  t h e  w a ter m ar k ed   i m ag e.   O utput :   W ater m ar k ed   i m a g e        3 . 2 .     E x t ra ct ing   p ro ce du re   T h e  b lo ck   d iag r am   of   w ater m ar k   e x tr ac tio n   is   ill u s tr ated   in   Fi g u r e  3 .   Step - by - s tep   alg o r ith m   o f   t h e   ex tr ac ted   w ater m ar k   i s   d is c u s s ed   in   A l g o r ith m   2 .   T h e  b in ar y   w ater m ar k   i m a g e  ca n   b e  e x tr a cted   b y   m ea s u r i n g   th e  d if f er en t  ab s o lu te  v alu e  o f   U 3 , 1   an d   U 4 , 1   co ef f icie n ts   th at  o b tain ed   f r o m   I W T - S VD.   T h e  ex tr ac ted   w ater m ar k   i s   r ec o v er ed   b y   ap p ly in g   i n v er s e  A r n o ld   tr an s f o r m .           Fig u r e  3 .  W ater m ar k   ex tr ac tio 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:  2 0 8 8 - 8708       I ma g e  w a terma r kin g   b a s ed   o n   in teg er w a ve let  tr a n s fo r m - s in g u la r   va lu e  d e co mp o s itio n …  ( F erd a   E r n a w a n )   2189   A lg o rit h m   2.   E x t ra ct io n Alg o rit h m s   In p u t :   W a t e r mark e d   i mag e ;   x  a n d   y  c o o r d i n a t e s o f   e a c h   se l e c t e d   b l o c k ;   Pr e - p r o c e ssi n g :   S t e p   1 :   x  a n d   y  c o o r d i n a t e s  a r e   u se d   t o   d e t e r mi n e   t h e   e mb e d d e d   r e g i o n s.  T h e   se l e c t e d   r e g i o n s  a r e   d i v i d e d   i n t o   n o n - o v e r l a p p i n g   o f   8 × 8   p i x e l s.   S t e p   2 :   A p p l y   8 × 8   I W T   f o r   e a c h   se l e c t e d   b l o c k .   S t e p   3 :   A p p l y   S V D   o n   t h e   f i r s t   l e v e l   o f   L L   su b - b a n d   o f   I W T   c o e f f i c i e n t s.   W a t e r m a r k   e x t r a c t i o n :   S t e p   4 :   C a l c u l a t e   t h e   d i f f e r e n t   a b so l u t e   v a l u e   o f   U 3, 1  a n d   U 4 , 1  c o e f f i c i e n t s   f r o m  o r t h o g o n a l   U   ma t r i x   o f   I W T - S V D   o n   e a c h   se l e c t e d   b l o c k .   I f   i t s d i f f e r e n t   v a l u e   i s  g r e a t e r   t h a n   0 ,   t h e   e x t r a c t e d   w a t e r mark   b i t   = 1   a n d   v i c e   v e r sa.   Po st - p r o c e s si n g :   S t e p   5 :   T h e   e x t r a c t e d   w a t e r mark   b i t s a r e   c o m p u t e d   b y   i n v e r se   A r n o l d   t r a n sf o r m t o   r e st o r e   t h e   w a t e r mark   i mag e .   Ou t p u t :   R e c o v e r e d   W a t e r mark     3 . 3 .     An o ptim a l t hre s ho ld   A   t h r es h o ld   v al u e  o r   w ei g h t   o f   e m b ed d in g   w ater m ar k   g i v e  a  s ig n i f ica n t  e f f ec t  to   i m p e r ce p tib ilit y   an d   r o b u s t n ess   o f   t h e  w ater m a r k in g   s ch e m e.   A   lar g e  t h r es h o ld   ca n   ac h iev e  h i g h   r o b u s t n es s ,   w h ile  at   th e   s a m e   ti m e  it  p r o d u ce s   lar g e  d is to r tio n   an d   v ice  v er s a.   An   o p ti m al  t h r es h o ld   b ased   o n   a   tr ad e - o f f   b et w ee n   r o b u s tn es s   a n d   i m p e r ce p tib ili t y   i s   i m p o r ta n t  to   g iv e  a  b ala n ce   f o r   m ai n tai n in g   i m a g e  q u alit y   a n d   r esis ta n t   ag ain s t  s e v er al  attac k s .   L ai ’ s   s ch e m e  [ 9 ]   an d   Ma k b o l’ s   s c h e m e  [ 1 0 ]   p r esen ted   v ar io u s   t h r esh o ld s ;  e. g .   0 . 0 2 ,   0 . 0 1 2 ,   an d   0 . 0 4 .   T h ese  th r es h o ld s   ar e  in   te n d   to   p r o d u ce   m o r e  r o b u s tn e s s   o r   i m p er ce p tib ilit y   b ased   o n   th e   a m o u n t  o f   th r es h o ld   v al u e.   T h ey   d id   n o t  s u f f icie n tl y   co n s id er   th e  o p ti m al  t h r es h o ld   v alu e  a s   a  tr ad e - o f f   b et w ee n   i m p er ce p tib ilit y   a n d   r o b u s tn es s .   T h er ef o r e,   b ased   o n   th ese  i s s u es,  w e  p er f o r m   e x p er i m e n ts   to   f i n d   th e  o p ti m al  tr ad e - o f f   b et w ee n   r o b u s tn es s   a n d   i m p er ce p tib ilit y   f o r   th e   L a i ' s   s ch e m e   [ 9 ] ,   Ma k b o l’ s   s c h e m e  [ 1 0 ]   an d   o u r   s ch e m e  ag ai n s t  J P E G  co m p r ess io n .   J P E G  co m p r ess io n   h a s   b ee n   w id el y   u s ed   in   th e  m o s t  o f   d ig ital   ap p licatio n s   [ 1 5 ] - [ 2 4 ]   an d   it is   a  s tan d ar d   attac k   to   m ea s u r e  t h e  i m a g e  w ater m ar k i n g   p er f o r m an ce   [ 2 5 ] - [ 2 8 ] .     Fig u r e  4   s h o w s   a  tr ad e - o f f   b e t w ee n   NC   a n d   SS I M  v alu e s   f o r   L ai’ s   s c h e m e  [ 9 ] ,   Ma k b o l’ s   s ch e m e   [ 1 0 ]   an d   o u r   s c h e m e   ag a in s t  J P E G  co m p r ess io n .   I n   o r d er   to   g e n er ate  t h e  o p ti m a l  t h r es h o ld ,   th e   tr ad e - o f f   v alu e   is   u s ed   as  a  p ar a m eter   t h r es h o ld   R .   T h e  p ar am eter   t h r esh o ld   R   is   in cr e m e n ted   w it h   t h e  r ate  o f   0 . 0 0 1 .   T h e  th r esh o ld   f o r   L ai ’ s   s c h e m e  [ 9 ]   is   0 . 0 1 6 ,   Ma k b o l’ s   s ch e m e  [ 1 0 ]   is   ar o u n d   0 . 0 2 7   an d   o u r   p r o p o s ed   s ch e m e   is   0 . 0 1 7 .   T h e  p a r am eter   t h r es h o ld   R   is   s et  as th e  o p ti m al  t h r e s h o ld   f o r   e m b ed d in g   w ater m a r k .           ( a)         ( b )     Fig u r e  4 .   T r ad e - o f f   b et w ee n   S SIM   an d   NC   v a lu e s : ( a)   th e  L ai’ s   s ch e m e  [ 9 ] ,   ( b )   Ma k b o l’ s   s ch e m e  [ 1 0 ]   0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 0.018 0.02 0.022 0.024 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 T hr es hol d agai ns t J P E G  Compres s i on V a l u e Res ul ts  obtai ned fr om J P E G  Images     S S IM NC 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.82 0.84 0.86 0.88 0.9 0.92 0.94 0.96 0.98 T hr es hol d agai ns t J P E G  Compres s i on V a l u e Res ul ts  obtai ned fr om J P E G  Images     S S IM NC 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 .   3 ,  J u n e  2 0 1 9   :   2 1 8 5   -   2 1 9 5   2190         ( c)     Fig u r e  4 .   T r ad e - o f f   b et w ee n   S SIM   an d   NC   v a lu e s :  ( c)   th e  p r o p o s ed   s ch e m e       4.   E XP E R I M E NT A L   SE T UP     I n   t h is   r esear ch ,   w e  te s t  th e   p r o p o s ed   s ch e m e   i n   t h e  s e v en   g r a y s ca le   i m a g es  w it h   t h e  s ize  o f   5 1 2 ×5 1 2   p ix els.  T h e  ex p er im en ts   u s e  a  b in ar y   w ater m ar k   i m ag e  w it h   th e  s ize  o f   3 2 ×3 2   p ix els.  Se v en   h o s t   i m a g es a n d   a  w ate r m ar k   lo g o   ar e  s h o w n   i n   Fi g u r e  5 .                       ( a)   ( b )   ( c)   ( d )                     ( e)   ( f )   ( g )   ( h )     Fig u r e  5 .  ( a)   L en a,   ( b )   P e p p er ,   ( c)   B a b o o n ,   ( d )   Sailb o at,   ( e )   L a k e,   ( f )   C ar ,   ( g )   A ir p lan e,   ( h )   w ater m ar k   i m a g e       4 . 1 .     I m perc ept ib ility   m ea s u re m e nt   T h e  p er ce p tu al  q u alit y   o f   w a ter m ar k ed   i m a g e  ca n   b e  m ea s u r ed   b y   Stru ct u r e  SI Milar it y   ( SS I M )   in d ex .   S SIM   is   d ef i n ed   b y :     12 2 2 2 2 12 ( 2 ) ( 2 c ) ( x , y ) ( ) ( c ) xy xy x y c SSIM x y c     ( 8 )     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       I ma g e  w a terma r kin g   b a s ed   o n   in teg er w a ve let  tr a n s fo r m - s in g u la r   va lu e  d e co mp o s itio n …  ( F erd a   E r n a w a n )   2191   w h er e  x   an d   y   r ep r esen t  t h e  i m a g e  p ix el s   in   t h e  h o s t  an d   e m b ed d ed   im a g es,  r esp ec ti v el y .   T w o   co n s ta n ts   2 11 c k L an d   2 22 c k L   ar e  tak en   to   s tab iliz e  th e  d iv is io n   w it h   w ea k   d e n o m i n at o r ,   w h er e  L  is   t h e  d y n a m i c   r an g e  o f   a  p ix e ls ,   w h ich   i s   2 5 5   f o r   8   b its   p er   p ix el  an d   k 1  =  0 . 0 1   an d   k 2  =  0 . 0 3 .     4 . 2 .     Ro bu s t nes s   m ea s ure m e nt   T h e  r o b u s tn e s s   p er f o r m a n ce   ca n   b e  m ea s u r ed   b y   No r m alize d   C r o s s - C o r r elatio n   ( N C )   an d   B it  E r r o r   R ate  ( B E R ) .   NC   an d   B E R   v al u es  ar e  m ea s u r ed   af ter   w ater m ar k ed   i m ag e s   ar e  test ed   u n d er   d if f er en t  t y p es  o f   attac k .   NC   a n d   B E R   ar e  d ef in ed   b y :      M i N j M i N j M i N j j i W j i W j i W j i W NC 1 1 1 1 2 2 1 1 ) , ( ) , ( ) , ( ). , (                                                   ( 9 )     N M j i W j i W B E R M i N j 1 1 ) , ( ) , (                                                                                                                          ( 1 0 )     w h er e  W   *( i   ,  j )   is   t h e  ex tr ac te d   w ater m ar k   an d   W ( i ,  j )   is   t h e  o r ig in al  w ater m ar k .   M   a n d   N   d en o te  th e  r o w   a n d   co lu m n   s ize s .   Sev er al  attac k s   ar e  ap p lied   to   th e  p r o p o s ed   w ater m ar k i n g   s ch e m e  as  lis t ed   in   T ab le  1 .   T a b el  1   s h o w s   t h e  attac k ’ s   ab b r ev iatio n   a n d   th e   attac k ’ s   d escr ip tio n .   T h ese  attac k s   ar e  al s o   i m p le m en ted   to   t h e  o th er   w ater m ar k i n g   s c h e m es .         T ab le   1 .   A b b r ev iatio n   o f   t h e  A tta c k s   f o r   th e  R o b u s t n es s   A n al y s i s   A b b r e v i a t i o n   A t t a c k 's   d e scri p t i o n   A b b r e v i a t i o n   A t t a c k 's   d e scri p t i o n   SPN   S a l t   a n d   P e p p e r   N o i se ,   d e n si t y   =   0 . 0 0 1   HE   H i st o g r a m E q u a l i z a t i o n   GN   G a u ssi a n   N o i se ,   d e n si t y   =   0 . 0 0 0 5   JP EG 5 0   JP EG   w i t h   q u a l i t y   f a c t o r   =   5 0   G L F   G a u ssi a n   L o w   p a ss F i l t e r   [ 5   5 ]   σ   =   1 . 2   JP EG 7 0   JP EG   w i t h   q u a l i t y   f a c t o r   =   70   SN   S p e c k l e   n o i se ,   d e n si t y   =   0 . 0 0 5   JP EG 9 0   JP EG   w i t h   q u a l i t y   f a c t o r   =   9 0   MF   M e d i a n   F i l t e r   [ 3   3 ]   JP EG 2 0 0 0 - 9   JP EG 2 0 0 0   w i t h   c o m p r e ssi o n   r a t i o   =   9   AF   A v e r a g e   F i l t e r   [ 3   3 ]   JP EG 2 0 0 0 - 15   JP EG 2 0 0 0   w i t h   c o m p r e ssi o n   r a t i o   =   1 5   SH   S h a r p e n i n g   JP EG 2 0 0 0 - 21   JP EG 2 0 0 0   w i t h   c o m p r e ssi o n   r a t i o   =   2 1   CR   C r o p p i n g   r o w   o f f   2 5 %               5.   E XP E R I M E NT A L   RE SUL T S    T h is   s ec tio n   p r esen ts   t h e  ex p er im e n tal  r es u lt s   o f   t h e  p r o p o s ed   w ater m ar k i n g   s c h e m e  an d   th e   co m p ar is o n   to   o t h er   s ch e m es .   T h e  SS I M  r es u lt s   o b tai n ed   f r o m   L ai ’ s   s c h e m e,   Ma k b o l ’ s   s c h e m e   a n d   th e   p r o p o s ed   s ch e m e  ar e  s h o w n   i n   Fig u r e  6 .            Fig u r e   6 .  C o m p ar is o n   o f   SS I M  v alu e s   f o r   L ai’ s   s c h e m e,   Ma k b o l’ s   s ch e m e  a n d   p r o p o s ed   s ch e m e   f r o m   d if f er e n t  w ater m ar k ed   i m ag e 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 .   3 ,  J u n e  2 0 1 9   :   2 1 8 5   -   2 1 9 5   2192   Fig u r e  6   s h o w s   t h e  SS I M  v a lu es  o f   t h e  p r o p o s ed   s ch e m e   f o r   s ev e n   i m a g es.  I t  is   n o te d   th at  o u r   s ch e m e  ca n   ac h ie v e  h ig h er   SS I M  v alu es  t h an   t h e  o th er   s ch e m e  f o r   B ab o o n   w ater m ar k ed   i m ag e.   F u r th er m o r e,   th e  r est  i m a g e s   p r esen t  s li g h tl y   lo w er   SS I M  v al u e  th a n   L ai ’ s   s c h e m e.   Ho w e v er ,   th e  o th e r   s ch e m e  i s   w o r s e   th an   t h e  p r o p o s ed   s ch e m e .   T h e  r o b u s tn e s s   co m p ar is o n   o f   L ai ’ s   s c h e m e  [ 9 ] ,   Ma k b o l’ s   s c h e m e  [ 1 0 ] ,   Z h an g   et  a l . ’ s   s ch e m e  [ 2 9 ]   an d   p r o p o s ed   s ch e m e  is   s h o w n   i n   T ab le  2 .     T ab le   2   s h o w s   th e  N C   v al u es  b et w ee n   o r ig in al  w ater m ar k   a n d   ex tr ac ted   w ater m ar k   af ter   p er f o r m in g   v ar io u s   attac k s   o n   t h e  w ater m ar k ed   i m ag e.   A s   ca n   b e  s ee n ,   o u r   s ch e m e  ac h iev e s   h i g h   NC   v alu e s   ag ai n s t   s p ec k le  n o is e,   Gau s s ia n   n o is e ,   av er ag e   f ilter   a n d   co m p r es s i o n ,   w h ich   m ea n   h ig h   r o b u s tn ess .   B ased   o n   o u r   o b s er v atio n ,   Ma k b o l’ s   s ch e m e   p r o d u ce s   h ig h er   NC   v al u e  ag ain s t  s a lt  &   p e p p er   n o is e,   s h ar p en in g   an d   m ed ia n   f ilter   t h a n   o th er   s ch e m es.  W h i le,   th e  o t h er   s c h e m e s   ar e  w o r s e  th a n   o u r   s c h e m e.   T h e  co m p a r is o n   o f   NC   v al u es   u n d er   n o i s e  ad d itio n s ,   i m ag e  f ilter s ,   cr o p p in g   an d   co m p r ess i o n   attac k s   is   s h o w n   i n   Fi g u r e  7 .   R ef f er i n g   to   F i g u r e  6 ,   it  i s   cl ea r   th at  o u r   s c h e m e  s h o w s   b e tter   p er f o r m an ce   in   ter m s   o f   NC   v al u es   th an   L ai ’ s   s c h e m e  an d   Ma k b o l’ s   s c h e m e.   I t  is   n o ted   th at  o u r   s ch e m e  i s   m o r e  r esis tan t  ag ai n s t  n o i s e  ad d itio n s ,   i m a g e  f ilter s   a n d   co m p r ess io n   attac k s .   T h e  v is u al  w ater m ar k   e x tr ac tio n s   o f   t h e  L ai ’ s   s ch e m e,   Ma k b o l’ s   s ch e m e  a n d   p r o p o s ed   s ch e m e   ar e  s h o w n   in   Fi g u r e  4 .   I t  ca n   b e  o b s er v ed   th at  t h e  p r o p o s e d   s ch e m e  p r o d u ce s   h ig h er     q u al it y   o f   t h e  ex tr ac te d   w ater m ar k   u n d er   s e v er e  J PEG2 0 0 0   c o m p r es s io n   t h a n   th e  ex is t in g   s c h e m es .   As  ex p ec ted ,   o u r   s ch e m e  h a s   clea r l y   v i s u a l  q u alit y   o f   t h e  ex tr ac ted   w ater m ar k   af ter   n o is e  ad d itio n .   Ho w ev er ,   as  ca n   b e  s ee n   f r o m   T ab le  3 ,   L ai’ s   s c h e m e  s h o w s   w o r s e  d is to r tio n   o f   v is u al  ex tr ac ted   w ater m ar k   ag ai n s t  Gau s s ia n   n o is e  an d   s p ec k le  n o is e.   I t  ca n   b e  n o ticed   th at  o u r   s ch e m e  also   p r o v id es  d is to r tio n   o f   ex tr ac ted   w ater m ar k   a f ter   m ed ia n   an d   a v er ag e  f ilter   attac k s .       T ab le   2.   NC   V alu es o f   t h e  E x t r ac ted   W ater m ar k   f o r   L e n a  I m ag e  u n d er   Dif f er en t T y p es o f   A ttac k   I mag e   P r o c e ssi n g   A t t a c k   L a i   [ 9 ]   M a k b o l   [ 1 0 ]   Z h a n g   e t   a l .   [ 2 9 ]   Pro p o se d   T = 0 . 0 1 6   T = 0 . 0 2 7   T = 0 . 0 1 6   T = 0 . 0 1 7   N o   a t t a c k   0 . 9 9 6 1   1   1   1   P e p p e r   a n d   S a l t   N o i se   0 . 0 0 1   0 . 9 7 5 4   0 . 9 9 4 1   0 . 9 9 2 3   0 . 9 8 8 3   P e p p e r   a n d   S a l t   N o i se   0 . 0 0 5   0 . 8 7 7 4   0 . 9 5 5 0   0 . 9 5 6 6   0 . 9 4 6 7   G a u ssi a n   N o i se   0 . 0 0 0 1   0 . 8 4 4 4   1   0 . 9 6 9 3   0 . 9 9 9 0   G a u ssi a n   N o i se   0 . 0 0 0 5   0 . 6 9 2 9   0. 9 7 7 2   0 . 7 0 9 9   0 . 9 9 2 2   S p e c k l e   N o i se   0 . 0 0 0 1   0 . 9 0 2 1   1   0 . 9 9 4 4   1   S p e c k l e   N o i se   0 . 0 0 0 5   0 . 8 0 4 0   1   0 . 8 3 7 9   1   M e d i a n   F i l t e r   [ 3 × 3 ]   0 . 8 2 7 2   0 . 9 4 6 7   0 . 9 3 8 6   0 . 9 3 2 7   A v e r a g e   F i l t e r   [ 3 × 3 ]   0 . 8 2 2 3   0 . 5 2 3 4   0 . 8 6 4 1   0 . 9 2 8 5   I mag e   S h a r p e n i n g   0 . 8 6 5 3   1   0 . 9 7 2 4   0 . 9 8 3 3   JP EG   ( Q = 7 0 )   0 . 8 7 29   0 . 9 9 9 0   0 . 9 7 9 3   1   JP EG   ( Q = 8 0 )   0 . 9 4 5 2   1   0 . 9 9 8 6   1   JP EG   ( Q = 9 0 )   0 . 9 4 5 2   1   1   1   R e sca l i n g   ( 2 ,   0 . 5 )   0 . 9 6 3 5   1   1   1   R e sca l i n g   ( 0 . 5 ,   2 )   0 . 8 2 5 2   0 . 9 8 1 2   0 . 9 5 3 8   0 . 9 0 6 8   C r o p p i n g   ( r o w   o f f   2 5 %)   0 . 8 0 1 4   0 . 8 0 6 0   0 . 7 8 2 8   0 . 8 6 0 1   C r o p p i n g   ( C e n t r e d   2 5 %)   0 . 9 9 4 1   0 . 9 9 9 0   0 . 7 0 8 3   0. 9 6 6 2   C r o p p i n g   ( c o l u mn   o f f   2 5 %)   0 . 8 6 5 8   0 . 8 7 0 3   0 . 7 2 9 7   0 . 8 8 1 4           Fig u r e   7 .  C o m p ar is o n   o f   N C   v alu es  f o r   L ai ’ s   s ch e m e,   Ma k b o l’ s   s c h e m e  an d   p r o p o s ed   s ch e m e  u n d er   d if f er en t  t y p es o f   attac k   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       I ma g e  w a terma r kin g   b a s ed   o n   in teg er w a ve let  tr a n s fo r m - s in g u la r   va lu e  d e co mp o s itio n …  ( F erd a   E r n a w a n )   2193   T ab le   3.   W ate r m ar k   R ec o v er y   u n d er   I m a g e  P r o ce s s in g   A ttac k s   I mag e   P r o c e ssi n g   A t t a c k   L e n a   P e p p e r   L a i     [ 9 ]   M a k b o l   [ 1 0 ]   P r o p o se d   L a i   [ 9 ]   M a k b o l   [ 1 0 ]   P r o p o se d   T = 0 . 0 1 6   T = 0 . 0 2 7   T = 0 . 0 1 7   T = 0 . 0 1 6   T = 0 . 0 2 7   T = 0 . 0 1 7   SPN               GN               G L F               SN               MF               AF               SH               C R   1               C R   2               C R   3               HE               JP EG 5 0               JP EG 7 0               J P EG 9 0               JP EG 2 0 0 0 - 9               JP EG 2 0 0 0 - 15               JP EG 2 0 0 0 - 21                     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 .   3 ,  J u n e  2 0 1 9   :   2 1 8 5   -   2 1 9 5   2194   6.   CO NCLU SI O N   T h is   p ap er   p r esen ts   b lo ck - b ased   w ater m ar k in g   b ased   o n   8 × 8   I W T - SVD  w ith   v ar ia n ce   p ix els.   T h e  g o al  o f   th i s   s ch e m e  is   t o   i m p r o v e  t h e  r o b u s tn e s s   a n d   th e  i m p er ce p tib ilit y   o f   th e   w ater m ar k ed   i m a g e   u n d er   d i f f er e n t t y p es   o f   at tack .   T h e  b in ar y   w a ter m ar k   i m a g e   h as   b ee n   e m b ed d ed   in to   t h e  s elec ted   b lo ck s   w i th   lo w es t  v ar ia n ce   p ix el s .   T h e  r elatio n s h ip   b et w ee n   U 3, 1   a n d   U 4, 1   o f   o r th o g o n al  U   m atr i x   o f   8 ×8   I W T - SVD   w a s   e x a m in ed   f o r   e m b ed d in g   w at er m ar k   b its .   T h e  w ater m ar k   b its   ar e  n o t  d ir ec tl y   e m b ed d e d   in to   U 3, 1   an d   U 4, 1 ,   w h ile   t h ese   co e f f icie n ts   ar e   m o d if ied   w i th   ce r tai n   r u l e  co n d itio n s   b y   co n s id er in g   w ater m ar k   b it s .   T h e  ex p er im e n tal  r es u lt s   s h o w   t h at  t h e  p r o p o s ed   s ch e m e  p r o d u ce s   a  g o o d   im p er ce p tib ilit y   ar o u n d   o f   0 . 9 8 .   Ou r   s c h e m e  i s   test ed   u n d er   i m ag e - p r o ce s s i n g   an d   g eo m etr ical  attac k s   e. g . ,   n o is e  ad d itio n s ,   i m ag e  f ilter s   an d   co m p r es s io n ,   s ca le  a n d   cr o p   th e  i m a g es.  O u r   s ch e m e  s h o w s   g r ea ter   r esis ta n t  u n d er   n o is e   attac k s   an d   s e v er e  J P E G2 0 0 0   co m p r ess io n   th a n   o th er   w ater m ar k in g   s c h e m es.        ACK NO WL E D G E M E NT S    T h e  au th o r s   s i n ce r el y   th a n k   U n iv er s iti  Ma la y s ia  P ah a n g ,   Ma la y s ia   f o r   s u p p o r tin g   t h is   r ese ar ch   w o r k   th r o u g h   UM P   R e s ea r ch   Gr an t Sch e m e  ( R DU1 8 0 3 5 8 ) .       RE F E R E NC E S     [1 ]   M .   Kh a li li ,   “ DCT - A rn o ld   Ch a o t ic  b a se d   W a ter m a rk in g   u sin g   JPE G - YCb Cr, ”   Op ti k   -   In ter n a ti o n a l  J o u rn a l  f o r   L ig h t  a n d   El e c tro n   Op ti c s ,   v o l /i ss u e :   1 2 6 ( 23 ) ,   p p .   4 3 6 7 - 4 3 7 1 ,   2 0 1 5 .   [2 ]   L .   Y.  Hsu   a n d   H.  T .   Hu ,   “ Ro b u s t  Bli n d   Im a g e   Wate r m a rk in g   u si n g   Crissc ro ss   In ter - Blo c k   P re d ict io n   i n   th e   DCT  Do m a in , ”   J o u rn a l  o f  Vi su a l  Co m mu n ica t io n   a n d   Ima g e   Re p re se n ta ti o n ,   v o l .   4 6 ,   p p .   3 3 - 4 7 ,   2 0 1 7 .   [3 ]   S .   P .   S in g h   a n d   G .   Bh a tn a g a r,   “ A   Ne w   Ro b u st  W a ter m a rk in g   S y ste m   in   In teg e r  DCT   Do m a in , ”   J o u rn a l  o f  Vi s u a l   Co mm u n ica ti o n   a n d   Ima g e   Rep re se n ta ti o n ,   v o l.   5 3 ,   p p .   8 6 - 1 0 1 ,   2 0 1 8 .   [4 ]   F .   Ern a w a n ,   e t  a l . ,  “ A n   I m p ro v e d   Im p e rc e p ti b il it y   a n d   Ro b u stn e s s  o f  4 x 4   DC T - S V D  Im a g e   W a ter m a rk in g   w it h   a   M o d if ied   E n tro p y , ”   J o u rn a l  o f  T e lec o mm u n ica ti o n ,   El e c tro n ic  a n d   Co mp u ter   En g in e e rin g ,  v o l /i ss u e :   9 ( 2 - 7 ) ,   p p .   111 - 1 1 6 ,   2 0 1 7 .   [5 ]   F .   Er n a w a n ,   e t  a l . ,  “ A   Bli n d   M u l ti p le  W a ter m a r k s  b a se d   o n   Hu m a n   Visu a l  Ch a ra c teristics , ”   In ter n a ti o n a l  J o u rn a l   o f  El e c trica l  a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g ,  v o l /i ss u e :   8 ( 4 ) ,   2 0 1 8 .   [6 ]   A .   B e n o ra ira,  e t  a l . ,  “ Bli n d   Im a g e   W a ter m a rk in g   T e c h n iq u e   b a se d   o n   Dif fe re n ti a l  E m b e d d i n g   in   DWT   a n d   DCT   Do m a in s, ”   EURA S IP  J o u r n a l   o n   Ad v a n c e s i n   S i g n a l  Pro c e ss in g ,  v o l /i ss u e :   2 0 1 5 ( 1 ) ,   p p .   5 5 ,   2 0 1 5 .   [7 ]   I.   A .   A n sa ri  a n d   M .   P a n t,   “ M u lt i p u r p o se   Im a g e   W a ter m a rk in g   in   T h e   Do m a in   o f   D WT   b a s e d   o n   S V D  a n d   A BC, ”   Pa tt e rn   Rec o g n it io n   L e tt e rs ,   v o l .   9 4 ,   p p .   2 2 8 - 2 3 6 ,   2 0 1 7 .   [8 ]   K.  R.   Ch e tan   a n d   S.  Nirm a la,  “ An   Ef f ici e n t  a n d   S e c u re   Ro b u st  W a ter m a r k in g   S c h e m e   f o r  Do c u m e n t  Im a g e s  u sin g   In teg e r  W a v e lets  a n d   Blo c k   Co d i n g   o f   Bin a r y   Wate r m a r k s,”   J o u rn a l  o f  I n f o rm a ti o n   S e c u rity  a n d   A p p li c a ti o n s ,   v o l.   24 - 2 5 ,   p p .   1 3 - 2 4 ,   2 0 1 5.   [9 ]   C.   C.   L a i,   “ A n   Im p ro v e d   S VD - b a se d   W a ter m a r k in g   S c h e m e   u sin g   H u m a n   V isu a l   Ch a ra c teristics , ”   Op ti c s   Co mm u n ica ti o n ,  v o l /i ss u e :   2 8 4 ( 4 ) ,   p p .   9 3 8 - 9 4 4 ,   2 0 1 1 .   [1 0 ]   N.  M .   M a k b o l,   e t  a l .,  “ Blo c k - b a se d   Disc re te  Wav e l e t  T r a n sf o rm - S in g u lar  V a lu e   De c o m p o siti o n   Im a g e   W a ter m a rk in g   S c h e m e   u sin g   Hu m a n   V isu a l  S y ste m   Ch a ra c teristi c s, ”   IET   Ima g e   Pro c e ss in g ,  v o l /i ss u e :   10 ( 1 ) ,   p p .   34 - 5 2 ,   2 0 1 6 .   [1 1 ]   I.   A .   A n sa ri,   e t  a l . ,  “ Ro b u st   a n d   F a lse   P o sit iv e   F re e   W a t e r m a r k in g   in   IW T   d o m a in   u sin g   S VD   a n d   A BC, ”   En g i n e e rin g   Ap p li c a ti o n s   o f  Arti fi c ia l  In telle g e n c e ,   v o l .  4 9 ,   p p .   1 1 4 - 1 2 5 ,   2 0 1 6 .   [1 2 ]   M .   M o o sa z a d e h   a n d   G .   Ek b a tan ifard ,   “ A n   Im p ro v e d   Ro b u st  Im a g e   W a ter m a rk in g   M e th o d   u sin g   DCT   a n d   Yc o Cg - R  Co lo r   S p a c e , ”   Op ti k   -   In ter n a ti o n a l  J o u rn a l  fo r   L ig h t  a n d   El e c tr o n   O p ti c s ,   v o l.   1 4 0 ,   p p .   9 7 5 - 9 8 8 ,   2 0 1 7 .   [1 3 ]   P .   S in g h ,  e t  a l . ,   “ P h a se   ima g e   e n c ry p ti o n   in   t h e   f ra c ti o n a l  Ha rtl e y   d o m a in   u sin g   A rn o ld   tran sf o r m   a n d   sin g u lar  v a lu e   d e c o m p o siti o n , ”   O p ti c s a n d   L a se rs   in   En g in e e rin g ,   v o l.   9 1 ,   p p .   1 8 7 - 1 9 5 ,   2 0 1 7 .   [1 4 ]   K.  L o u k h a o u k h a ,   e t  a l . ,  “ Am b i g u it y   a tt a c k s  o n   ro b u st  b l in d   i m a g e   w a t e r m a rk in g   s c h e m e   b a s e d   o n   re d u n d a n t   d isc re te  w a v e let  tran s f o r m   a n d   sin g u lar  v a lu e   d e c o m p o siti o n , ”   J o u rn a l  o f  El e c trica l  S y ste ms   a n d   In f o rm a ti o n   T e c h n o l o g y ,  v o l /i ss u e :   4 ( 3 ) ,   p p .   3 5 9 - 3 6 8 ,   2 0 1 7 .   [1 5 ]   F .   Ern a w a n ,   e t  a l . ,  “ Bit   A ll o c a ti o n   S trate g y   b a se d   o n   P sy c h o v isu a l  T h re sh o ld   in   Im a g e   Co m p re ss io n , ”   M u lt ime d ia   T o o ls  a n d   A p p li c a ti o n s ,  v o l /i ss u e :   77 ( 11 ) ,   p p .   1 3 9 2 3 - 1 3 9 4 6 ,   2 0 1 8 .   [1 6 ]   F .   Ern a w a n ,   e t  a l . ,  “ A n   E ff icie n t  Im a g e   Co m p re ss io n   Tec h n iq u e   u sin g   T c h e b ich e f  Bit   A ll o c a ti o n , ”   Op ti k   -   In ter n a t io n a l  J o u rn a l  f o r L i g h t  a n d   E le c tro n   O p ti c s ,   v o l.   1 4 8 ,   p p .   1 0 6 - 1 1 9 ,   2 0 1 7 .   [1 7 ]   N.   A .   A b u ,   e t  a l .,   “ A   Ge n e ric  P s y c h o v isu a l  Err o r   T h re sh o ld   f o r  t h e   Qu a n ti z a ti o n   T a b le  G e n e ra ti o n   o n   J P EG   Im a g e   Co m p re ss io n , ”   9 th   In ter n a ti o n a l  Co ll o q u i u m  o n   S ig n a l  Pro c e ss in g   a n d   it s  Ap p li c a ti o n s ,   p p .   3 9 - 4 3 ,   2 0 1 3 .     [1 8 ]   N.   A .   A b u   a n d   F .   Ern a w a n ,   “ A  No v e l  P sy c h o v isu a l  T h re sh o ld   o n   L a rg e   DC T   f o r  I m a g e   Co m p re ss io n , ”   T h e   S c ien ti fi c   W o rl d   J o u rn a l ,   v o l / issu e :   2 0 1 5 ( 2 0 1 5 ) ,   p p .   0 0 1 - 0 1 1 ,   2 0 1 5 .     [1 9 ]   N.   A .   A b u   a n d   F .   Ern a w a n ,   “ P s y c h o v isu a l  T h re sh o ld   o n   L a rg e   T c h e b ich e f   M o m e n t  f o r  Im a g e   Co m p re ss io n , ”   Ap p li e d   M a t h e ma ti c a l   S c ien c e s ,  v o l /i ss u e :  8 ( 1 4 0 ) ,   p p .   6 9 5 1 - 6 9 6 1 ,   2 0 1 4 .     [2 0 ]   F .   Ern a w a n ,   e t  a l . ,  “ T M T   Qu a n ti z a ti o n   T a b le  G e n e ra ti o n   Ba se d   o n   P sy c h o v isu a l  T h re sh o ld   f o r  Im a g e   Co m p re ss io n , ”   In ter n a ti o n a l  Co n fer e n c e   o f  In f o rm a ti o n   a n d   C o mm u n ica ti o n   T e c h n o l o g y ,   p p .   2 0 2 - 2 0 7 ,   2 0 1 3 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.