I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.  12 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 22 ,   p p .   694 ~ 705   I SS N:  2 0 8 8 - 8 7 0 8 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / ijece . v 1 2 i 1 . pp 6 9 4 - 7 0 5          694     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Security a n d  imp ercept i bility imp r o v ing  of  ima g steg a no g ra phy  using  pix el  allo ca tion a nd rand o m f u nction  techniqu es       No o Alhu da   F .   Abba s 1 ,   Nid a   Abdu lred ha 1 ,   Ra ed  K ha lid   I bra him 2 ,   Adna H us s ein   A li 3     1 D e p a r t me n t   o f   Te c h n i q u e   C o m p u t e r   En g i n e e r i n g ,   A l - Esr a a   U n i v e r s i t y   C o l l e g e ,   B a g h d a d ,   I r a q   2 D e p a r t me n t   o f   M e d i c a l   I n st r u me n t En g i n e e r i n g   Te c h n i q u e s ,   Al - F a r a h i d i   U n i v e r si t y ,   B a g h d a d ,   I r a q   3 D e p a r t me n t   o f   I n f o r mat i o n   C o mm u n i c a t i o n   a n d   T e c h n o l o g y ,   I n st i t u t e   o f   T e c h n o l o g y   B a g h d a d ,   M i d d l e   T e c h n i c a l   U n i v e r si t y ,     B a g h d a d ,   I r a q         Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Sep   6 ,   2 0 2 0   R ev is ed   J u l 1 5 ,   2 0 2 1   Acc ep ted   J u l 2 8 2 0 2 1       In fo rm a ti o n   se c u ri ty   is  o n e   o t h e   m a in   a sp e c ts  o p ro c e ss e a n d   m e th o d o lo g ies   in   th e   tec h n ica a g e   o i n fo rm a ti o n   a n d   c o m m u n ic a ti o n .   Th e   se c u rit y   o i n fo rm a ti o n   s h o u ld   b e   a   k e y   p ri o rit y   i n   t h e   se c re e x c h a n g e   o f   in fo rm a ti o n   b e twe e n   tw o   p a rti e s.  In   o rd e r   to   e n su re   th e   se c u rit y   o f   in fo rm a ti o n ,   t h e re   a re   so m e   st ra teg ies   t h a a re   u se d ,   a n d   th e y   in c lu d e   ste g a n o g ra p h y   a n d   c r y p t o g ra p h y .   An   e ffe c ti v e   d ig i tal  ima g e - ste g a n o g ra p h ic   m e th o d   b a se d   o n   o d d /ev e n   p ix e l   a ll o c a ti o n   a n d   ra n d o m   fu n c ti o n   t o   i n c re a se   th e   se c u rit y   a n d   imp e rc e p ti b i li ty   h a b e e n   imp ro v e d .   T h is  late ly   d e v e lo p e d   ou tl i n e   h a b e e n   v e rifi e d   fo i n c r e a sin g   th e   se c u rit y   a n d   imp e rc e p ti b il it y   to   d e term in e   th e   e x isten t   p r o b lem s.  Hu ffm a n   c o d i n g   h a b e e n   u se d   to   m o d if y   se c re d a ta  p rio e m b e d d in g   sta g e th is  m o d ifi e d   e q u i v a len se c re d a ta  th a t   p re v e n t h e   se c re d a ta  fro m   a t ta c k e rs  to   in c re a se   th e   se c re d a ta  c a p a c it ies .   Th e   m a in   o b jec ti v e   o o u sc h e m e   is  to   b o o st  t h e   p e a k - sig n a l - to - n o ise - ra ti o   (P S NR)  o t h e   ste g o   c o v e r   a n d   st o p   a g a in st   a n y   a tt a c k .   T h e   siz e   o f   th e   se c re d a ta  a lso   in c re a se s.  Th e   re su lt s   c o n firm  g o o d   P S NR   v a l u e i n   a d d it i o n   o t h e se   fin d i n g s c o n firme d   th e   p ro p o se d   m e th o d   e li g ib il it y .   K ey w o r d s :   Dig ital im ag e - s teg an o g r a p h ic    Hu f f m an   c o d in g   Od d /ev en   p i x els'   allo ca tio n   PS NR   R an d o m   m ap   f u n ctio n   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ad n an   Hu s s ein   Ali   Dep ar tm en t o f   I n f o r m atio n   C o m m u n icatio n   a n d   T ec h n o l o g y I n s titu te  o f   T ec h n o lo g y   B ag h d ad   Mid d le  T ec h n ical  Un iv er s ity   B ag h d ad ,   I r aq   E m ail: d r . ad n a n @ m tu . ed u . i q       1.   I NT RO D UCT I O N   T h m en tio n   o f   s teg an o g r ap h y   f o r   th s cien ce   th at  co n v er t s   m ess ag in to   f o r m   th at  ce r tifie s   co m p lete  in ab ilit y   to   d is co v e r   an y   in f o r m atio n   h id d en   i n   th ca r r ier .   s y s tem   o f   s teg an o g r ap h y   war r a n ts   ea ch   s ec r et  in f o r m atio n   ca n   b e   k ep t   u n d etec tab le   [ 1 ] .   T h wo r d   o f   s teg an o g r a p h ic  o r ig in ates  f r o m   Gr ee k   ter m   t h at  m ea n s   as  p r o tecte d   wr itin g .   I is   r eg ar d ed   as   u n iq u e   ar ea   o f   d ata  c o n ce alm en t,   also   co n s id er ed   as  an   ar o f   s cien ce   f o r   tr a n s m is s io n   th at  is   n o v is ib le.   T h aim   o f   m ak i n g   th c o m m u n icatio n   in v is ib le  in   o r d er   to   s ec r et   d ata  h id in g   in s id th c o v er   i m ag ( C I ) ,   th er eb y   en h a n cin g   its   im p er ce p tib ilit y .   T h e x is ten ce   o f   th e   s ec r et   in f o r m atio n   ( SI)   is   o f te n   r ec o g n ized   b y   ju s t th s en d er ' s   an d   r ec eiv er ' s   [ 2 ] .     T h s teg an o g r ap h y   elem en ts ,   b asically   in clu d ed   an   in f o r m atio n ,   co v er   o b ject,   s teg o   k ey   f o r   im p r o v e d   s ec u r ity   an d   em b ed d in g   m ec h an is m .   T h ca r r ier   o b ject  in   wh ich   th SI   is   h id d en   in   co u ld   b v i d eo ,   an   au d io ,   tex t o r   im ag e.   Steg a n o g r a p h y   is   b ein g   u tili ze d   in   v ar io u s   ap p licatio n s   ef f ec tiv ely ,   b u t it  o f ten   ca n   b e   v er y   d an g er o u s   s o   it  co u ld   b u s ed   b y   attac k er s   f o r   s en d in g   t r o jan s   an d   v ir u s es  in   o r d er   t o   m an ip u late  s en s itiv 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 - 8 7 0 8       S ec u r ity  a n d   imp ercep tib ilit i mp r o vin g   o f ima g e   s teg a n o g r a p h y   …  ( N o o r   A lh u d a   F .   A b b a s )   695   s y s tem s .   Mo r s o ,   with   th u s o f   th is   in f o r m atio n - h i d in g   tec h n o lo g y ,   cr im in als  o r   ter r o r is t s   m ay   b en ab led   t o   ex ch an g e   s ec r ete  in f o r m atio n   [ 3 ] .   T h p ay lo a d   is   d escr ib ed   as   th s ize  o f   s ec r et  d ata   wh ich   c an   b e   h id d en   with in   th co v e r   o b ject  s u cc ess f u lly   with o u cr ea tin g   v is ib le  ar tifa cts  in   s teg o   im ag es.  I n   o r d e r   t o   m ea s u r e   p a y lo ad ,   b its   p er   p ix el  ( bpp )   is   u s ed .   I f   ea ch   p ix el  is   u s ed   in   h id i n g   1   b it  o f   d ata,   th e n   th e   p a y lo ad   o f   a   s teg an o g r ap h y   alg o r ith m   will b 1   b p p   o r   1 2 . 5 %.    T h w o r d   r o b u s tn ess   r ef er s   to   th s teg an o g r a p h y   al g o r ith m ' s   d u r ab ilit y   ag ain s d if f er en f o r m s   o f   s tatis t ical  an d   b asic  attac k s   in   s teg an o g r a p h y .   I f   it  is   n o p o s s ib le  to   ea s ily   alter   o r   r etr i ev th d ata  th at  is   co n ce aled   in   co v er   im ag e   u s in g   im ag e   p r o ce s s in g   o p er atio n s ,   th s teg an o g r a p h y   alg o r ith m   u s ed   is   co n s id er ed   r o b u s t.  Scalin g ,   cr o p p in g ,   im ag r o tatio n ,   an d   n o is ar s o m o f   th im ag p r o ce s s in g   a ctiv ities   th at  ca n   b e   u s ed   in   th e   alter atio n   o r   r et r iev al  o f   co n ce ale d   m ess ag e s .   T h is s u o f   r o b u s tn ess   is   cr u cial  in   wh e n   wate r m ar k in g   tech n iq u es  ar e   u s ed   b ec au s o f   c o p y r ig h p r o tectio n   [ 4 ] .   T h n o tio n   o f   im p er ce p tib ilit y   is   s y n o n y m o u s   with   u n d ec tab ilit y ,   wh ich   ca n   b e   ca lcu lated   u s in g   v a r io u s   im a g q u ality   m e asu r em en m etr ics ,   s u ch   as p ea k - s ig n al - to - n o is e - r at io   ( PS NR )   [5 ] [ 6 ] .   T h co r r elatio n   b etwe en   h id i n g   p ay lo a d   ca p ac ity   ( PC )   an d   q u ality   o f   s teg o   m ed ia  ( SM )   is   p u r ely   d escr ib ed   v ia  b alan ce   wh ich   au th o r s   attem p to   ac h iev e.   M o s o f ten ,   th q u ality   o f   s teg o   m ed iu m   is   r ed u ce d   b y   co n ce alm en o f   h u g am o u n ts   o f   d ata  with in   c o v er   m ed iu m .   C o n s eq u en tly ,   h id i n g   ca p ac ities   h av e   co n tin u ed   to   r em ai n   co m p ar ativ ely   lo b ec au s o f   th is   n eg ativ ef f ec o n   th q u ality   o f   s teg o   [ 7 ] .   W ith   r esp ec to   m ec h an is m   f o r   em b e d d in g ,   th tech n iq u es  o f   s teg an o g r ap h y   ar p ar titi o n ed   t o   two   im p o r tan class es,  wh ich   ar s p atial - d o m ain   ( SD)   an d   tr an s f o r m - d o m ain   ( T D) .   R e g ar d less   o f   th ad v an tag es  p r o v id ed   b y   cu r r e n m eth o d s ,   p r o b lem s   s u c h   as:  i )   th u s o f   i n ad eq u ate  em b e d d in g   alg o r ith m s   m ay   g en er at v is u ally   d is to r ted   s teg o   im ag es  ( SI) ,   w h ich   in   tu r n   in cr ea s es  th e   lik elih o o d   o f   h u m a n   v is u al  s y s te m   d etec tio n ,   an d     ii )   im b alan ce   b etwe en   im ag e   q u ality ,   co m p u tatio n al  co m p lex ity ,   ca p ac ity   f o r   p ay lo ad   an d   s ec u r ity th u s ,   m ak in g   th em   i n ap p r o p r iate.   T h is   s tu d y ,   th u s o f   o u r   m ec h an is m   alo n g s id w ith   ch ao tic  m eth o d   is   em p lo y e d   in   d ev elo p in g   a n   ef f icien t sch e m in   s p atial  d o m ai n ,   with   th e   aim   o f   a d d r ess in g   th e   af o r em en tio n ed   p r o b lem s .   T h is   p ap er   m a k es  th f o llo win g   k ey   c o n tr ib u tio n s :   i)   i n tr o d u ce   an   ef f ec tiv d ig ital  im ag s teg an o g r a p h y   with   ac h iev i n g   g o o d   q u ality   o f   i m ag e,   p ay lo ad   an d   s ec u r ity ;   ii )   i d en tif y   th e   r a n d o m   p ix el  u s ed   to   em b e d   h i d d en   in f o r m atio n ,   wh ile   th r a n d o m   f u n ctio n   is   u s ed   to   b o o s th s y s tem ' s   r esil ien ce   ag ain s tr ac k er s '   attem p ts   to   d is co v er   wh ich   p ix el   to   em b ed ; iii)   t h em b ed d in g   o f   th e   s ec r et  in f o r m atio n   is   d o n i n   r an d o m   r e g io n   with in   an   im ag e   th r o u g h   t h u s o f   th s p atial - d o m ain   ( SD)   o f   th co v e r - im ag e   ( C I )   u s in g   t h o d d /ev en   p i x el  allo ca tio n .   T h is   way ,   th q u ali ty   o f   t h s teg o - im a g es  is   b o o s ted   wh ile  an   e x tr ac tio n   o f   t h s ec r et  d ata  is   m ad d if f icu lt       2.   P RE L I M I NAR I E S   2 . 1 .     L ea s t - s ig nifica nt - bit  L S B   s u bs t it utio n   T h r ep r esen tatio n   o f   least - s ig n if ican t - b it ( L SB )   co n s id er s   ea s y   an d   co n v en tio n al  p r o ce s s   ap p lied   f o r   in s er tin g   s ec r et  d ata  en clo s ed   b y   c o v er ed   im ag e   [ 8 ] .   T h o u g h   th is   p r o ce s s   co n tin u es,   it  is   th i n k ab le  t o   o v er wr ite   th d ep ictio n   o f   b i n ar y   s ec r et   d ata.   C o n ce r n in g   to   th e   g r ay s ca le  im ag es  th at  p ix els  h av e   v alu es  ju s s in g le  r an g in g   ( 0   to   2 5 5 )   with   an   8   b i ts   d ep th ,   th ese  s ec r et  in f o r m ati o n   b its   d o   n o co n v er in to   b i n ar y   b its   d u to   th eir   d ir ec tly   u s in g   to   s u b s titu te  th e   co v er   im ag o f   th o b jects.  W ith   r ef er r in g   to   co lo r   im ag es   wh ich   h o ld   3   r o u tes  r ed ,   g r ee n ,   an d   b lu ( R GB )   b esid es  2 4   b its   d ep th ,   th en   c o v er   o b ject  ( im ag e )   ca n   b o r ig in ally   p ar titi o n i n g   in to   3   ch a n n els ju s t a   s ec r et  d ata  is   em b ed d ed   ea r l y   in   ea ch   c h an n el.   T h en ,   th ese  th r e p ath s   will b m er g ed   i n   o r d er   t o   cr ea te  t h SI.   T h L SB   b its   m o d if icatio n   m ay   n o t   b allo wed   t h e   h u m an   v is u al  s y s tem   ( HVS )   f o r   d etec tin g   th s teg o - im ag e.   Owin g   to   th e   f ac o f   L SB   s u b s titu tio n   m eth o d   as  d is cr ete  k in d   is   em p lo y ed   in   th e   s u g g ested   s y s tem ,   th m ath em atica ex p r ess io n   f o r   th is   m eth o d   ca n   b p r ep ar e d   with   ac ce p tab le  d etails.  m ath em atica ex p r ess io n   aim s   f o r   p r o v id i n g   d ee p er   p e r ce p ti o n   o n   t h f o ca th o u g h t   o f   t h s ch em in   th n ex t   s ec tio n .   T h ass o r ted   L SB   em b ed d in g   p er ce n tag ( E P)  co n tain s   6 . 2 5 %,  1 2 . 5 %,  1 8 . 7 5 in   ad d itio n   to   2 5 %,   th at  in ten d s   0 . 5 ,   1 . 0 ,   1 . 5 ,   a n d   2   b p p   r esp ec tiv ely   m a y   b e   u tili ze d   d ep en d   o n   th em b ed d e d .   B y   u s in g   s im p le   in s tan ce ,   an   in clu s iv d escr ip ti o n   o f   th f u n d am en tal  co n ce p o f   th L SB   s teg an o g r ap h y   b asi s   ca n   b p r o v i d in g .   I f   a   1 2 . 5 E P   ex am p le   is   co n s id er ed ,   th at  is   m ea n   1   b p p   in   e ac h   L SB ,   an d   ca n   b e x ten d e d   to   an o th er   E P.  W ith   s u ch   im p lem en tatio n ,   s teg o   im ag im p er c ep tib ilit y   is   d e cr ea s ed ,   th u s   m ak i n g   it  s im p l f o r   t h HVS  f o r   n o ticin g   th s teg o - im ag e.   At  th is   tim e,   im ag q u ality   will b e   co m p r o m is in g   f o r   d ata  ca p ac i ty .   W h en   d ata  with   lar g er   a m o u n is   co v er ed ,   an   i m ag q u ality   d eg r a d atio n   is   a r is in g .   B y   u s in g   L SB   m eth o d s ,   th ca p a city   with   h ig h   d ata  ca n   b ac h iev e d .   Fig u r 1   s h o ws  v ar io u s   s teg o   im ag es  o f   L en in   d if f er e n em b ed d in g   p er ce n tag es   [ 9 ] - [ 1 1 ] .   T h r o u g h   th e   r an d o m   a d d itio n   o f   1   to   th e   g r ay   lev els  o n   t h e   C I ,   th p ix els  o f   th im a g a r s lig h tly   m o d if ied   u s in g   th L SB - m atc h in g .   T h is   is   d o n if   t h er is   n o   co r r esp o n d en ce   b etwe en   t h s ec r et  b it  an d   th L SB   o f   g i v en   p ix el,   with   th v alu es  o f   th p ix els  m ain tain e d   with in   th e   r an g o f   0 - 2 5 5 .   T h er is   n o   d if f er en ce   b etwe en   th p r o ce s s   o f   ex tr a ct io n   in   L SB   an d   L SB - M,   th is   m ea n s   to   u s s h ar ed   s ec r et  k ey   to   o b tain   a   tr av er s in g   r o u te,   as  well  as  to   ex tr ac th L SB   o f   ea ch   p ix el  f o r   o b tain i n g   r ea em b ed d e d   b its .   p air   o f   p ix els  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   12 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 22 6 9 4 - 705   696   ( ,   + 1 )   is   u s ed   b y   least  s ig n if ican b it  m atch in g   r ev is ited   ( L SB - MR )   [ 1 2 ]   as  an   em b ed d i n g   u n it  th at  is   m an ip u lated   to   ( , + 1 )   in   way   to   m ak cr iter ia  is   s atis f ied .       {        ( ) =   S                      ( | 2 | +   + 1 ) =   S + 1   }   ( 1 )     W h er     an d     + 1   d en o tes  th e   em b ed d in g   u n it  wh ile   th two   s ec r et  b its   ar r e p r esen ted   b y     an d   S + 1 W ith   th is   co r r elatio n ,   th L SB   an d   L SB - s u ch   as  ir r eg u lar   a r tifa cts  ar d o es   n o f o r m e d   in   s teg o   im ag es.  Mo r s o ,   with   th u s o f   L SB - MR,  th r ate  at  wh ich   th p i x els  ar m o d if ied   in   ca n   b m i n im ized   in   v ar ian ce   m eth o d   with   L SB   an d   L S B - M.   T h p r o ce d u r o f   ex tr ac tio n   in v o l v es  th g en er atio n   o f   tr av e r s in g   p ath   u tili zin g   a   s ec r et  k ey   ( SK )   as  well   as  a   q u asi - r an d o m - n u m b er - g en er ato r ,   an d   af ter war d s   th ex tr ac tio n   o f   two   b its   f r o m   ea ch   o f   th e   u n its   o f   e m b ed d in g   is   p er f o r m ed .           1 2 . 5 % E P=1 . 5   b p p   2 5 % E P=2   b p p       5 0 % E P=4   b p p   6 2 . 5 % E P=5   b p p     Fig u r 1 .   T h im p er ce p tib ilit y   o f   L en a   s teg o - im ag ( SI)   u s in g   d if f er e n t E P [ 1 2 ]       I n   s tu d y   ca r r ied   o u b y   B h a r d waj  an d   Sh ar m a b   [ 1 3 ] ,   attem p ts   wer m ad e   to   im p r o v t h s ec u r ity   an d   d is tr ib u te  th m ess ag with in   th en tire   h o s im ag e.   T o   ac h iev th is ,   th ese  r esear ch er s   in v esti g ated   th s im u latio n   o f   im ag es  th r o u g h   th u s o f   tex t,  an d   th ey   u s ed   L SB   to   h id in f o r m atio n .   Acc o r d in g   to   th em ,   th e   aim   o f   th eir   s tu d y   is   to   p r o v id th r ee   lev el  s ec u r ity   in   wh ich   th s ec r et  m ess ag i s   co m p lem en ted ,   th e   co m p lem en ted   s ec r et  m ess ag e   is   h id d en   with in   co v er   im a g p ix el  th at  ar s elec ted   r an d o m ly   th r o u g h   th u s o f   p s eu d o   r a n d o m   n u m b er   o f   g en er ato r   an d   in v er t e d   b it  L S B   m eth o d .   B ased   o n   t h r esu lts   o f   th eir   s tu d y ,   th eir   p r o p o s ed   ap p r o ac h   o u t p er f o r m s   th co n v e n tio n al  L SB   as  well  as  th in v er s L SB   with   lo wer   m ea n   s q u a r er r o r   ( MSE )   an d   h i g h er   PS NR .     Hash im   et  a l.   [ 1 4 ]   in   th eir   s tu d y ,   p r o p o s ed   s ec u r im ag s te g an o g r ap h y   cr ea ted   b y   Hu f f m an   co d in g ,   d is tr ib u tio n   o f   o d d /ev e n ,   a n d   Hen o n   m ap .   T h im p lem en tat io n   o f   th e   p r o p o s ed   f r am ew o r k   h as  b ee n   f o u n d   to   b less   co m p lex   in   co n tr ast  to   o th er   cu r r en m eth o d s .   Usi n g   th Hen o n   m a p   alg o r ith m ,   th im p er ce p tib ilit y   o f   th s teg o - im ag is   in cr ea s ed   b y   u s in g   p ix el  d is tr ib u tio n   in   o r d er   to   g et  b etter   p r o tectio n   m eth o d .   Prio r   to   t h p r o ce s s   o f   em b ed d i n g ,   th e   s ec r et  m ess ag is   em b ed d ed   u s i n g   H u f f m an   c o d in g .   T wo   m a in   r ea s o n s   th at  th is   m eth o d   h as  alwa y s   b ee n   s ee n   ef f icien t:  th e   f ir s is   th at  d u r i n g   th e   em b e d d in g   p r o ce s s   it  is   ab le  to   ch e ck   th e   co r r esp o n d en ce   b etwe en   s ec r e b its   with   L SB   in   o r d er   to   d eter m in 1   an d   0 ,   an d   th s ec o n d   i s   th s eg m en tatio n   o f   th s ec r et  m ess ag in   o r d er   to   tr ac k   an d   m ap   ev e r y   b it  with in   th s teg o   im ag e.   T h p er f o r m a n ce   o f   t h ei r   s u g g ested   p r o t o co l is b etter   th an   co m p a r in g   to   [ 1 5 ] ,   [ 1 6 ]   i n   t er m s   o f   PS NR ,   b ased   o n   th f in d in g s .   Sin g h   an d   Data r   [ 1 7 ]   p r esen ted   an   im ag s teg an o g r a p h y   cr ea ted   with   wav elet  tr a n s f o r m atio n   an d   R C 4   alg o r ith m s .   p r o p o s ed   m eth o d   with   co v er   im ag is   ap p o r ti o n ed   in t o   6 4   b lo ck s   o f   ( 8 × 8 )   with   u s ef u wav elet  tr an s f o r m .   T h s ec r et  m ess ag h er en cr y p ted   ea r lier   b y   em b ed d in g   with   R C 4   alg o r ith m   is   u s ed   f o r   en h an cin g   th s ec u r ity   lev els.  T h Steg o   im ag n o is   d if f icu lt  f o r   d e tect  b y   HVS  attac k .   Patel  an d   C h ee r an   [ 1 8 ]   h a d   em p lo y ed   an d   in v esti g ated   th e   s teg an o g r a p h y   tech n i q u a n d   ad v an ce d   en cr y p tio n   s tan d ar d   ( AE S )   alg o r ith m   in   o r d er   to   p r o d u ce   an   ass ess m en an d   co m p ar is o n   in to   v ar i o u s   im ag es  f o r m at   an d   allo w s   m o s ap p r o p r iate   in f o r m atio n   with   th is   p r o ce d u r e.   L SB   s u b s titu tio n   alg o r ith m s   wer u s ed   f o r   im p lem e n tin g   t h is   Steg an o g r ap h y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       S ec u r ity  a n d   imp ercep tib ilit i mp r o vin g   o f ima g e   s teg a n o g r a p h y   …  ( N o o r   A lh u d a   F .   A b b a s )   697   m eth o d .   An   in v esti g atio n   an d   ev alu atio n   wer e   co m p leted   wit h   d if f er en p a r am eter s   lik d elay ,   PS NR ,   M SE,   in   ad d itio n   to   a b s o lu te  m ea n   s q u ar er r o r   ( AM SE) .   n ew  r ev er s ib le  m eth o d   o f   d ata  h id in g   u tili zin g   p ix el - v alu e - d iffer en ce   ( PVD)   with   d iffer en tial   ex p an s io n   ( DE )   wer p r esen te d   b y   J an a   et  a l.   ( 2 0 1 6 ) .   T h e   s ec r et  m ess ag in itially   s ep a r ated   in to   s u b - s tr ea m   with   n   b its   s ize  in   p r o jecte d   m eth o d .   PVD  ca n   b a p p lied   f o r   em b ed d in g   n - 1   b its   in   a d d itio n   to   em b ed   1   b it b y   ap p ly in g   d iffer en ce - ex p a n s io n   ( DE ) .   L astl y ,   b ased   o n   th s h ar in g   s ec r et  k ey   b it  s tr ea m ,   p air   o f   two - s teg o   p ix els  will  b d is tr ib u ted   am o n g   d u al  im a g e.   An   e x tr ac tin g   te ch n iq u c o n s id er s   s am em b ed   tech n iq u to   th at   o f   r ev e r s s en s in g   [ 1 9 ] .   T h s ec u r in g   co lo r   im ag e   s teg an o g r a p h y   b ased   o n   L SB   was r ec o m m en d ed   b y   Al - T a m im et  a l.   [ 2 0 ] .   T h ey   u s ed   asy m m etr ic  k ey   i n   th im ag s teg an o g r ap h y   f o r   L SB   s ch em wh ich   co n tain s   3 2   in teg er s   ar r ay .   I n s er tin g   o f   d ata   h id in g   is   r a n d o m   in   r elate d   to   h i d in g   m ess ag an d   p ix el   s elec tio n   g en e r a to r ,   th e   ap p ly i n g   o f   tr an s p o s itio n   is   d o n f o r   ea ch   2 4 - b its   b lo ck .   s ec u r i ty   h as  b ee n   im p r o v e d   with   L SB   s u b s titu tio n   tech n iq u e.   Acc o r d in g   to   th liter atu r r ev iew,   th m ajo r ity   o f   c u r r e n s teg an o g r ap h y   tech n o lo g ie s   ar in ca p ab le  o f   g en er atin g   h ig h - q u ality   s teg o - i m ag es,  leav in g   th s u b ject   v u l n er ab le  to   id en tific atio n   b y   h u m an   v i s io n   s y s tem s .   C o n s eq u en tly ,   th e   h id d en   s ec r et  ca n   b e   ea s ily   ac ce s s ed   b y   t h attac k er s ,   a n d   t h er ef o r e,   ca n n o b u s ed   as  a n   au th en tic  in f o r m atio n   i n   to p - s ec r et  s ec u r ity   s y s tem s .     2 . 2 .     Ra nd o m   ma p f un ct io n   On o f   t h m ajo r   r ea s o n s '   s teg an o g r a p h y   is   d ev elo p ed   is   to   af f o r d   an   e n v ir o n m en t   wh ich   is   s ec u r ed ,   wh er d ata  ca n   b tr an s m itted   o v er   t h n etwo r k   b y   s ec r et   m ess ag es  in   s teg o - im ag es  ty p e.   T h in c r ea s in g   co n ce r n   a b o u th s ec u r ity   o f   d ata  is   o n o f   th m ain   m o tiv a tio n s   o f   th is   r esear ch .   Ma n y   s t u d ies  wer ex ec u ted   in   th e   s teg an o g r ap h y   f ield   with   p u r p o s o f   d ev elo p ed   n o v el  ap p r o ac h es  th r o u g h   w h ich   b y   s teg an o g r a p h y   a   m ess ag ca n   b s ec u r e d   [ 2 1 ] .   W ith   r esp ec to   en h a n ce   d at p ar ticu lar ity ,   v ar io u s   s tu d ies  d ea with   r an d o m   tech n iq u d u to   th eir   h ig h er   ef f icien cy   an d   s im p le  u s in g .   Ad v an tag es  o f   r an d o m izin g   alg o r ith m s   ca n   b e   s u m m ar ized   as:  i)   q u ick   an d   co m f o r t,  o r   m ay   b b o th   i n   ass o r ted   p r o b lem s ,   ii)  ea s y   em p l o y m en t,  an d   iii)  f ast  an d   lik ely .   Ma n y   au th o r s   wer f o u n d   in   t h liter atu r h av lev e r ag ed   r a n d o m   m ap   f u n c tio n   co m p en s a tio n s ,   with   ea ch   b o s s es  its   lim itatio n s   an d   s tr en g th s .   Dep en d in g   o n   b eh a v io r ,   v ar io u s   k i n d s   o f   r an d o m   m ap s   ar ex is tin g ,   s u ch   as,  n u b asi [ 2 2 ] ,   Ar n o ld   s cr am b les [ 2 3 ] ,   in   a d d itio n   to   k n ig h t to u r   [ 2 4 ] .   C o n ce r n in g   n o r m al  r an d o m   m ap s ,   th s elec tio n   n u m b e r s   ca n   b e   co m p leted   b y   o n p ar am eter   a o r ig in al   co n d itio n s   [ 2 5 ] .   T w o   r a n d o m   m a p s   ca n   b u tili ze d   f o r   th e   p ix els  allo ca tio n s   with   th e   aim in g   o f   p r eser v in g   th e   p r o p o s ed   m eth o d .   Als o ,   a n   o v er lap   b etwe en   th ese  two   way s   th at  g u ar an tee  f o r   d ata  wh ich   is   i n tr o d u ce d   ca n   b en tire ly   c o n ce a led   an d   d is co v er e d   th p ix els’  p ath   is   s o   h a r d   o r   a lm o s t im p o s s ib le  [ 2 3 ] ,   [ 2 4 ] ,   s o   th at,   o u r   m eth o d   s ec u r ity   is   g u ar an teed .       2 . 3 .     H uf f ma n c o din g     T h m ain   o b jectiv o f   th H u f f m an   co d in g   alg o r ith m   is   to   r ed u ce   th s ize  o f   tex b ef o r em b ed d in g   to   th im ag e.   As  s h o wn   in   Fig u r 2   t h Hu f f m an   alg o r ith m   d e p en d s   o n   r ed u cin g   th f r eq u e n letter s   an d   g iv es  th em   p r io r ity   co d o r   s h o r p a th   in   th H u f f m a n   tr ee .   T h c ap ac ity   is   an   im p o r tan c o n ce p in   s teg an o g r ap h y   m eth o d   to   m ak th e   m eth o d   m o r r o b u s t,  s u ch   as  b etter   m eth o d   th at  ca n   h o ld   h ig h   am o u n ts   o f   d ata  in s id h o s tin g   im ag w h ile  m ain tai n in g   th e   q u ality   o f   th e   im ag r ep r esen ted   b y   PS NR .   Fo r   th co n ce p t   o f   d ata  m an ag em en t   an d   tr a n s f er   p r o t o co co m p r ess io n   o f   d ata   tr an s f er r ed   f r o m   s en d er   to   r ec eiv er   i s   v er y   u s ef u l   b esid o th er   tech n i q u es  u s ed   in   th is   r esear ch .   Fig u r 3   s h o ws  s im p le  f lo wch ar o f   H u f f m a n   co d in g   ap p lied   in   th is   r esear ch .   Hig h   f r e q u en c y   in   th is   ca s wil l g et  less   p ath   o f   v is itin g   to   r ed u ce   g o in g   d ee p   e v e r y   tim an d   l et  less   f r eq u e n cy   in   t h d ee p   o f   th e   tr ee ,   th en   will g ain   m a n y   clo c k s   in   d ig ital w o r d   as 0 , 1 .           Fig u r 2 .   R ed u ce   tex t f r e q u en cy   in   H u f f m an   c o d in g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   12 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 22 6 9 4 - 705   698       Fig u r 3 .   Flo wch ar o f   H u f f m an   co d in g       3.   T H E   P RO P O SE M E T H O D   T h is   s ec tio n   p r o v id es  g r ap h i d escr ip tio n   o f   th p r o p o s ed   m eth o d   wh ich   is   p r o p o s ed   in   th is   s tu d y   alo n g s id its   k ey   m o d u les.  T h in v en tio n   o f   th m et h o d o lo g y   is   f u r th er   clar if ie d   b y   th is   g r ap h ic  r ep r esen tatio n   o f   th f r am ewo r k ,   as  th en   r e ad er s   ca n   g et  b etter   im ag an d   g r ea ter   u n d er s tan d in g   o f   o u r   p r o ce s s .   T h e   s u g g ested   m eth o d - b ased   s teg a n o g r a p h y   v ar ies   f r o m   o th er   s teg an o g r ap h y   a p p r o a ch es  in   th at  it  ca n   h a v h ig h   p r o tectio n   wh ile  r etain in g   im a g q u ality   at  lo w   co s an d   wi th   f air   p ay l o ad .   T h p r esen t e d   wo r k   is   id ea f o r   s ec u r ed   tr a n s m is s io n   ap p licati o n   o f   v ar io u s   s ec r et  b its ,   lik elec tr o n ic - p atien t - r ec o r d s   ( E P R )   tr an s m is s io n   to   th h ea lth   ca r ce n te r s ,   an d   p r i v ate  co m m u n icatio n   th at  r e q u e s ts   p r iv ac y .   Fig u r e   4   s h o ws  g r ap h ic  e x p lan atio n   f o r   th p lan n e d   o u tlin e.             Fig u r 4 .   Ov e r all  f lo o f   th p r o p o s ed   s ch em e   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 - 8 7 0 8       S ec u r ity  a n d   imp ercep tib ilit i mp r o vin g   o f ima g e   s teg a n o g r a p h y   …  ( N o o r   A lh u d a   F .   A b b a s )   699   T h is   m eth o d   is   m ad u p   o f   f o u r   m ajo r   s u b - s ec tio n   wh ich   co n s is t:   i )   im ag p r ep ar atio n ,   in v o lv in g   two   p ar ts ,   f ir s t p ar t r esp o n s ib le  f o r   p ar titi o n in g   o f   a n   im ag an d   t h s ec o n d   p ar t,  r esp o n s ib le  f o r   p ix el  s elec tio n ,   ii p r ep ar atio n   o f   s ec r et  d ata,   in v o lv in g   th co m p r ess io n   ( H u f f m an   co d in g )   o f   s ec r et  d ata  p r i o r   to   th em b ed d in g   s tag e ,   iii )   s tag th r ee   in clu d es  th ad ap tiv h id in g   o f   h id d e n   d ata  in s id co v er   im ag es  u s in g   d ata  em b ed d in g   alg o r ith m ,   wh ic h   allo ws  th s teg o - im ag t o   b g en er ated ,   iv )   f in ally ,   th s ec r et - d ata  is   r etr ie v ed   f r o m   th s teg o - im ag th at  h as  b ee n   d is tr ib u te d   at  th e   r ec eiv in g   ter m in al  u s i n g   th e   ex tr ac tio n   alg o r ith m .   T h d ata  co u ld   also   b e   u s ed   as a p p r o p r iate.   All o f   f o u r   m ajo r   s tag es a r s u m m a r izin g   d escr ip tio n   as f o llo ws.     3 . 1   I ma g p re pa ra t io n   I m ag p r ep ar atio n   co n s is ts   o f   two   p ar ts ,   f i r s p ar r esp o n s ib le  f o r   p ar titi o n i n g   o f   an   im a g an d   th e   s ec o n d   p ar t,  r esp o n s ib le  f o r   p ix el   s elec tio n .   T h ese  two   p ar ts   at   im ag e   p r e p ar atio n   s tag ar e   ex ec u ted   s im u ltan eo u s ly   b ef o r in tr o d u cin g   o r   ca n   h id in g   tex in to   an   im a g e.   T h e   co v er   im ag co n s is ts   o f     5 1 2 ×5 1 2   p ix els  co m e   f r o m   s tan d ar d   d ataset  an d   th p ix el s   ar r an g e d   as  m atr ix   o f   tw o   d im en s io n s   ( 2 D ) ,   g r o u p in g   th ese  p ix els  in to   th b lo ck s   f o r   ea s y   m a n ag em e n t.  Selectin g   o n e   b lo ck   o r   g r o u p   o f   p ix els  f o r   em b ed d in g ,   t h en   s elec tin g   p i x els  in s id th e   b lo ck   th at  n o r m ally   o cc u r   in   th is   s tag e.   Steg an o g r ap h y   s y s tem   n o r m ally   u s ed   o n e   p a r am eter   r an d o m   f u n ctio n   o r   o th er   alg o r ith m   lik k n i g h t o u r   f o r   a   r a n d o m   p r o ce s s .   T wo   co n tr o l p ar am ete r s   u s ed   in   r an d o m   p r o ce s s   to   ac h iev th o b jectiv o f   s ec u r ity .   T wo   p h ases   o f   im ag d iv is io n   will p er f o r m f ir s t,  p ar titi o n in g   th co v er   im a g to   6 4   s u b - s m all  im ag es c alled   b lo c k .   Se lect  th p ix els in s id e   th is   b lo ck   th is   s elec tio n   is   th m o s t im p o r tan p r o ce s s   to   k ee p   th s teg o   im ag e   s am o r ig in al  as p o s s ib le.       3 . 2   H uf f ma c o din g     T h o b jectiv o f   th H u f f m an   co d in g   alg o r ith m   is   to   d ec r ea s th s ize  o f   tex b ef o r em b ed d in g   to   th e   im ag e.   T h e   H u f f m an   al g o r i th m   d ep e n d s   o n   r e d u cin g   th f r e q u en letter s   an d   g i v es  th em   p r io r ity   co d o r   s h o r p ath   in   th Hu f f m an   tr ee .   Hig h   f r eq u en cy   i n   th is   ca s will  g et  less   p ath   o f   v is itin g   to   r ed u ce   g o in g   d ee p   ev e r y   tim an d   let  less   f r eq u e n cy   i n   d ee p   o f   th tr ee ,   th en   will  g ain   m an y   clo ck s   in   d ig ital  wo r d   as  0 , 1 .   Simp l y   ca n   s u m m ar ize  th p r o ce d u r es  o f   c o m p r ess io n   tex in   H u f f m an   c o d in g   u s ed   with   p r o p o s ed   s y s tem   as  Alg o r ith m   1 .     Alg o r ith m   1 .   Hu f f m a n   co d in g   Input: array f [1…n] of numerical frequencies or probabilities   Output: binary coding tree with n leaves that has minimum expected code length for f.   Huffman  (f[1….n])   T=empty binary tree   Q=priority queue of pairs (i, f[i], i=1….n, with f as comparison key   For each k=1…n - 1   i=extract Min(Q)   j=extract Min(Q)   f [n+k]=f[i]+f[j]   insert Node (T, n+k) with children I, j   insert Rear (Q, (n+k), f [n+k]))   Return T     3 . 3 .     E m bedd ing   a lg o rit hm   ( E A)   T h E is   th e   r esp o n s ib ilit y   f o r   h i d in g   t h s ec r ete  m ess ag with in   C I .   B y   s u p p o r tin g   o f   th s ec r et - k ey ,   th em b ed d in g   alg o r ith m   ca n   b ab le  f o r   co n ce alin g   t h en cr y p ted   m ess ag ad ap tiv ely   in s id th L SB   lay er .   I n   Alg o r ith m   1 ,   th k e y   s tep s   in v o lv e d   in   t h p r esen ted   em b e d d in g   o p e r atio n   a r illu s tr ated .   Her e,   m ar k in g   ev er y   p ix el  i n to   b l o c k   m a p   is   th e   m o s cr u cial  p r o c ed u r e.   T h is   p r o ce d u r e   is   r ef er r ed   to   as  em b ed d in g   b lo ck .   T h m ec h an is m   s h o w n   in   Fig u r es  5   p r o v i d es  b e tter   v ie o f   th co r co n ce p o f   th e   s u g g ested   em b ed d in g   alg o r ith m .     Alg o r ith m   2 .   E m b e d d in g   alg o r ith m   Input: Cover image  ( ) , Stego Key  ( ) , Secret data  (  ) .   initialize   =cover image,   =secret data ,  =stego key   Apply Huffman using Algorithm 1 coding on on     to get the compression bit stream     Segment the     into groups, each with 16 or 32 bits   Select an appropriate cover image    from dataset of cover images (   )   Generate random  number 1 and arrange it according to HMF - a vector   Select one block of (8x8) blocks via HMF - a vector   Generate random number 2 and arrange it according to HMF - b vector   Select the destination pixel via HMF - b vector   Generate EM vector and arrange it related to   Odd/Even   Mark each pixel with LSB and     group   If Bit matched>Bit mismatched so that Embedded directly to pixel from secret by step 15   Otherwise, an Inverting secret message will be embedded with step 15   Iteration (Loop) I=1:N   Fetch     bits (0   , 1)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   12 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 22 6 9 4 - 705   700   a.   If  M CB S =0 and Pixel is even, Do no change in 1 - LSB layers.   b.   If  M CB S =0 and pixel is odd, Do Changes in 2 - LSB layer via replace 0 to LSB layer   Else if the 2 - LSB layer is full, Do Changes in 1 - LSB layers.   c.   If  M CB S =1 and pixel is odd, Do no change in 1 - LSB   layers.    d.   If  M CB S =1 and pixel is even, Do changes in 2 - LSB layer via replace 1 to LSB layer   Else if the 2 - LSB layer is full, Do Changes in 1 - LSB layer   I=I+1   Iterate  procedure  16  till  all  the  secret - bi ts   ar hi dd en an st eg o - im ag (S I)   is   acquired   Output: Stego - Image ( I S )           Fig u r 5 .   E x am p les o f   em b ed d in g   f o r   th p r o p o s ed   s ch em e       T h s ec o n d   o b jectiv wh ich   t h is   s tu d y   s ee k s   to   ac h iev th r o u g h   th p r o p o s ed   s ch em e,   is   to   h id th s ec r et  d ata  with in   an   L SB - lay er .   T h is   im p lies   th at  in   th L SB ,   if   p ix els  en d   with   1 ,   th ey   a r o d d   v alu p ix els,   an d   o th er wis e,   th ey   ar ev e n   v alu ed   p ix el.   I n   th is   ca s e,   em b ed d in g   will  in v o lv s u b s titu tin g   s ec r et  b its   b ased   o n   p i x el  ( th e   s ec o n d   la y er ,   a   s ec r et  b it  is   r ep lace d   b y   o d d   p ix el,   wh ile  in   t h f ir s t - lay er ,   th ev en   p ix el  is   u s e d   to   r ep lace   th s ec r et  b it).       3 . 4 .     Ret rie v ing   a lg o ri t hm   T h r etr iev in g   o f   t h co n ce al ed   s ec r et  in f o r m atio n   ab o u t h s teg o - im ag is   ca r r ied   o u t   u tili ze   th r etr iev in g   alg o r ith m .   Fo r   th e   s ec r et  d ata   to   b r etr iev ed   s u cc e s s f u lly ,   d if f er e n p ar am eter s   a r u tili ze d .   So m o f   th ese  p ar am eter s   in clu d H u f f m an   co d i n g ,   Hen o n   m ap   f u n ctio n   ( HM F),   an d   s teg o - k ey s   o f   d ata  em b e d d e d   s ch em e.   T h e   s ec u r ity   f ea t u r o f   p r o p o s in g   f r am ewo r k   is   co m p lem en ted   b y   th ese  p ar a m eter s ,   th er eb y   m ak i n g   it  d if f icu lt  f o r   attac k er s   e x tr ac s ec r et  d ata.   T h e   k ey   s tep s   in v o lv ed   in   th e   p r o p o s ed   m ec h a n is m   o f   ex t r ac tio ar p r esen ted   in   Alg o r ith m   3 .     Alg o r ith m   3 .   R etr iev in g   alg o r i th m   Input: stego image ( ) , stego key ( )   Begin  =Stego - Image,  =Secret - Key   Apply random number 1 using HMF - a vector   Select one block of 64 blocks HMF - a vector   Apply random  number 2 using HMF - b vector   Select the stego pixel from HMF - b vector   Apply EM vector and arrange it based on odd/even   Mark the LSB of all pixels   Loop start from I=1 : N   Reverse the step 15 of embedding process from algorithm 1   Repeat step 9 until extract all   secret bits from stego image   Decompression from the resulting bits of step 10 using algorithm1   Re - construct the inventive data from the realized bits   Output: secret message ( )   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 - 8 7 0 8       S ec u r ity  a n d   imp ercep tib ilit i mp r o vin g   o f ima g e   s teg a n o g r a p h y   …  ( N o o r   A lh u d a   F .   A b b a s )   701   4.   E XP E R I M E N T A L   RE SUL T S AN D I SC USS I O N   Fo r   p er f o r m i n g   t h ex p er im en ts   at  th is   p ap er ,   a   MA T L AB   to o to g eth e r   with   eig h t   s tan d ar d   g r ay s ca le   im ag es wh ich   ar s h o wn   i n   Fig u r 6   was u tili ze d   f o r   im a g es with   ( 5 1 2 x 5 1 2 )   s ize  wer o b t ain ed .   T h d if f er e n t   s teg o - im ag es  o f   o u r   s ch em at   E P=2   s h o wn   in   Fig u r 6 .   Ma n y   p a r am eter s   wer u s ed   i n   th p r o p o s ed   s ch em e   u s in g   s u ch   as PSNR ,   bpp em b ed d in g   ca p ac ity   ( EC )   b ee n   e v alu ated .               L en a   L ig h th o u s e   Pep p er   B ab o o n                   Z eld a   Ho u s e   C o u p le   B o at     Fig u r 6 .   C o v e r   im ag es u s ed   i n   th p r o p o s ed   s ch e m e       4 . 1 .     B enchm a rk ing   cr ea t ed  o n E C,   P SNR ,   a nd   bpp     T h em b ed d in g   ca p ac ity   E C   ca n   b e   co n s id er e d   as   th r atio   o f   m ess ag b its   n u m b e r   to   c o v er   p ix els  n u m b er   [ 2 6 ] [ 2 7 ] ,   an d   b d ir e ctly   ass o ciate d   with   th e   p i x els  n u m b er   u til ized   i n   th e   s u g g ested   s ch em e   h er e   as  v ar io u s   n u m b er s   o f   m ess ag e   b its   th at  ca n   em b ed   b y   o n p ix el.      =                                      ( 2 )     T h d iv er s p ay lo a d   ca p ac ities   h av b ee n   u s ed   in   th is   ca lcu lat io n ,   an d   o f f er ed   lik p e r ce n tag with   th in ten tio n   o f   b ein g   in   ag r ee m en with   m o s r ec en s tu d y   n o w.   I n ten d ed   f o r   m o r e x p lan atio n ,   s o m e   in f o r m atio n   is   g iv e n   f o r   an   i m ag 5 1 2 x 5 1 2 :   a)   At  6 . 2 5 %,  1 6 3 8 4   b y tes  eq u al,   wh ich   m ea n s   ev er y   two   p ix els=1 6   b its ,   th u s   1 / 1 6 =6 . 2 5 wh en   1   b it  o f   two   p ix els is   em b ed d ed   b)   At  1 2 . 5 %,  3 2 7 6 8   b y tes  eq u al,   wh ich   m ea n s   ev er y   two   p ix e ls =8   b its ,   th u s   1 /8 =1 2 . 5 wh en   1   b it  o f   o n e   p ix el  is   em b ed d e d   c)   At  1 8 . 7 5 %,  4 9 1 5 2   b y tes eq u al ,   wh ich   m ea n s   ev e r y   tw o   p i x els=1 6   b its ,   th u s   3 /1 6 = 1 8 . 7 5 % wh en   1 . 5   b its   o f   o n p ix el  is   em b e d d ed   d)   At  2 5 %,  6 5 5 3 6   b y tes  eq u al,   wh ich   m ea n s   ev er y   p ix el= 8   b its ,   th u s   2 /8 =2 5 wh en   2 s   b i o f   o n p ix el  is   em b ed d e d .   T h ex p lan atio n   f o r   u s in g   th ese  f ig u r es  in   th is   an al y s is   is   th at  p r e v io u s   r esear c h   u s e d   d if f er en t   p ay lo ad s ,   s o   r e q u ir em en f o r   h av in g   u n if o r m   to o ls   to   g et  e q u al  r esu lts .   I n   Fig u r 7 ,   t h em b ed d in g   p er ce n ta g es  u tili ze d   in   th p r o p o s ed   s ch em ar p r esen ted .   T h ev al u atio n   o f   im a g q u ality   ca n   b s p ec if ied   b y   PS NR   th at   is   ev alu ated   af te r   th e   em b e d d in g   p r o ce s s   to   c o m p ar is o n   b e twee n   o r ig in al   an d   s teg o   im a g es.  h id i n g   d ata   p r o ce s s   ca n   b co n s id er ed   as  an   u n n o ticea b le  to   HVS,   PS NR   ca lcu latio n   r esu lt  m ay   b eq u al  o r   m ay   b g r ea ter   th an   3 0   d B   [ 1 4 ] .   PS NR   ar m ea s u r ed   with   ap p l y in g   th e s eq u atio n s      = 10  10 ( 255  )   ( 3 )     w h er m ea n   s q u ar er r o r   is   M SE,   an d   ca n   b ca lcu lated   with :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   12 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 22 6 9 4 - 705   702    =   1    (     ) = 1 = 1   ( 4 )     H er e ,   m   an d   n   ar e   th im ag es’  s izes,  wh ile  th co v er   an d   s teg o   im ag es  ar r e p r esen ted   with   x   an d   y   r esp ec tiv ely .   Du r in g   th im p lem en tatio n   o f   t h p r o p o s ed   s ch em two   im p o r tan s tag es  wer ca r r ied   o u o n   th is   s tu d y ,   n am ely   th tr ain in g   a n d   test in g   s tag e s   [ 2 7 ] .   I n   co n v en tio n al  p r o ce s s in g   o f   im ag es,  th im p e r ce p tib ilit y   o f   SI  is   m ea s u r ed   b y   PS NR   m ea s u r es  [ 2 8 ] .   T h co n s is ten cy   o f   th s t eg o - im ag h as  b ee n   a s s ess ed   ag ain s th ex is tin g   ca r r ier   im ag u s in g   t h PS NR   m ea s u r es  d escr ib ed   ab o v e.   T h r esu lts   o f   o u r   s ch em e ,   an d   o t h er s   m eth o d s   o f   W u   an d   T s ai  [ 2 9 ] ,   W u   a n d   Hwa n g   [ 3 0 ] ,   K u m ar   an d   C h an d   [ 3 1 ] ,   S ah u   et   a l .   [ 3 2 ] ,   Sah u   a n d   Swain ' s   [ 3 3 ]   an d   Qu i   et  a l .   [ 3 4 ] ,   ar p r esen ted   in   T a b les  1 - 5 .   Mo r s o ,   Alju aid   a n d   Par ah   [ 3 5 ]   g iv m o r r esu lts   an d   th ese  s ch em es  an d   tech n i q u es h av b ee n   c o m p ar ed   with   ter m   o f   E C   g r ap h ic ally   p r esen ted   in   Fig u r e   8.           Fig u r 7 .   Dif f e r en t e m b ed d in g   p er ce n tag es ( E P)       T ab le  1 .   R esu lts   o f   th p r o ject ed   s ch em at  6 . 2 5 % a n d   1 2 . 5 % o f   E P   I mag e   ( 5 1 2 x 5 1 2 )   P r o p o se d   S c h e me  ( 6 . 2 5 %)   P r o p o se d   S c h e me  ( 1 2 . 5 %)   P S N R   EC   B P P   P S N R   EC   B P P   Le n a   7 2 . 0 1   1 3 1 . 0 7 2   0 . 5   6 6 . 4 4   2 6 5 . 1 4 4   10   Li g h t h o u se   7 2 . 0 3   1 3 1 . 0 7 2   0 . 5   6 6 . 4 2   2 6 5 . 1 4 4   10   Ze l d a   7 2 . 0 1   1 3 1 . 0 7 2   0 . 5   6 6 . 4 6   2 6 5 . 1 4 4   10   P e p p e r   7 2 . 0 2   1 3 1 . 0 7 2   0 . 5   6 6 . 4 3   2 6 5 . 1 4 4   10   B a b o o n   7 2 . 0 3   1 3 1 . 0 7 2   0 . 5   6 6 . 4 9   2 6 5 . 1 4 4   10   B o a t   7 2 . 0 1   1 3 1 . 0 7 2   0 . 5   6 6 . 4 8   2 6 5 . 1 4 4   10   H o u s e   7 2 . 0 2   1 3 1 . 0 7 2   0 . 5   6 6 . 4 4   2 6 5 . 1 4 4   10   C o u p l e   7 2 . 0 2   1 3 1 . 0 7 2   0 . 5   6 6 . 4 3   2 6 5 . 1 4 4   10   A v e r a g e   7 2 . 0 2   1 3 1 . 0 7 2   0 . 5   6 6 . 4 4   2 6 5 . 1 4 4   10       T ab le  2 .   R esu lts   o f   th s ch em e   at  1 8 . 7 5 % a n d   2 5 %   I mag e   ( 5 1 2 x 5 1 2 )   P r o p o se d   S c h e me  ( 1 8 . 7 5 %)   P r o p o se d   S c h e me  ( 2 5 %)   P S N R   EC   B P P   P S N R   EC   B P P   Le n a   6 1 . 0 5   3 9 3 . 2 1 5   1 . 5   5 4 . 8 0   5 4 2 . 2 8 8   2 . 0   Li g h t h o u se   6 1 . 0 6   3 9 3 . 2 1 5   1 . 5   5 4 . 8 0   5 4 2 . 2 8 8   2 . 0   Ze l d a   6 1 . 0 8   3 9 3 . 2 1 5   1 . 5   5 4 . 8 2   5 4 2 . 2 8 8   2 . 0   P e p p e r   6 1 . 1 8   3 9 3 . 2 1 5   1 . 5   5 4 . 1 0   5 4 2 . 2 8 8   2 . 0   B a b o o n   6 1 . 0 4   3 9 3 . 2 1 5   1 . 5   5 4 . 8 2   5 4 2 . 2 8 8   2 . 0   B o a t   6 1 . 0 5   3 9 3 . 2 1 5   1 . 5   5 4 . 8 0   5 4 2 . 2 8 8   2 . 0   H o u s e   6 1 . 0 5   3 9 3 . 2 1 5   1 . 5   5 4 . 8 1   5 4 2 . 2 8 8   2 . 0   C o u p l e   6 1 . 0 9   3 9 3 . 2 1 5   1 . 5   5 4 . 8 2   5 4 2 . 2 8 8   2 . 0   A v e r a g e   6 1 . 0 7   3 9 3 . 2 1 5   1 . 5   5 4 . 8 5   5 4 2 . 2 8 8   2 . 0   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 - 8 7 0 8       S ec u r ity  a n d   imp ercep tib ilit i mp r o vin g   o f ima g e   s teg a n o g r a p h y   …  ( N o o r   A lh u d a   F .   A b b a s )   703   T ab le  3   R esu lts   f o r   [ 3 0 ]   an d   [ 2 9 ]   tech n iq u es   I mag e   ( 5 1 2 x 5 1 2 )   W u   [ 3 0 ]   ( 1 2 . 5 %)   W u   a n d   Ts a i   [ 2 8 ]   P S N R   EC   B P P   P S N R   EC   B P P   Le n a   5 1 . 0 5   2 5 6 . 1 4 4   1 . 0   4 1 . 4 5   4 0 0 . 1 0 4   1 . 5 3   Li g h t h o u se   5 1 . 0 6   2 5 6 . 1 4 4   1 . 0   4 0 . 1 1   4 1 1 . 9 0 3   1 . 5 7   Ze l d a   5 1 . 0 8   2 5 6 . 1 4 4   1 . 0   4 0 . 0 1   3 9 9 . 0 2 9   1 . 5 2   P e p p e r   5 1 . 1 8   2 5 6 . 1 4 4   1 . 0   4 0 . 1 1   3 9 9 . 1 4 0   1 . 5 3   B a b o o n   5 1 . 0 4   2 5 6 . 1 4 4   1 . 0   4 0 . 0 2   4 1 9 . 2 0 9   1 . 6 0   B o a t   5 1 . 0 5   2 5 6 . 1 4 4   1 . 0   3 9 . 0 3   4 1 1 . 6 7 4   1 . 5 7   H o u s e   5 1 . 0 5   2 5 6 . 1 4 4   1 . 0   3 9 . 2 3   4 0 1 . 2 4 9   1 . 5 3   C o u p l e   5 1 . 0 9   2 5 6 . 1 4 4   1 . 0   3 9 . 4 9   4 0 0 . 6 7 0   1 . 5 3   A v e r a g e   5 1 . 0 7   2 5 6 . 1 4 4   1 . 0   3 9 . 7 8   4 0 5 . 2 3 8   1 . 5 4       T ab le  4 .   R esu lts   f o r   [ 3 1 ]   a n d   [ 3 2 ]   tech n iq u es   I mag e   ( 5 1 2 x 5 1 2 )   K u mar  a n d   C h a n d s ( 1 2 . 5 %) [ 3 0 ]   S a h u   ( 1 8 . 7 5 %) [ 3 2 ]   P S N R   EC   B P P   P S N R   EC   B P P   Le n a   5 1 . 2 7   2 5 6 . 1 4 4   1 . 0   4 7 . 8 3   3 9 3 . 1 2 6   1 . 5   P e p p e r   5 1 . 2 8   2 5 6 . 1 4 4   1 . 0   4 7 . 9 3   3 9 3 . 1 2 6   1 . 5   B a b o o n   5 1 . 2 7   2 5 6 . 1 4 4   1 . 0   4 7 . 7 3   3 9 3 . 1 2 6   1 . 5   B o a t   5 1 . 2 7   2 5 6 . 1 4 4   1 . 0   4 7 . 2 3   3 9 3 . 1 2 6   1 . 5   H o u s e   5 1 . 2 8   2 5 6 . 1 4 4   1 . 0   4 7 . 7 3   3 9 3 . 1 2 6   1 . 5   A v e r a g e   5 1 . 2 7   2 5 6 . 1 4 4   1 . 0   4 7 . 4 3   3 9 3 . 1 2 6   1 . 5       T ab le  5 .   R esu lts   f o r   [ 3 2 ]   a n d   [ 3 3 ]   tech n iq u es   I mag e   ( 5 1 2 x 5 1 2 )   S a h u   ( 1 8 . 7 5 %) [ 3 2 ]   S a h u   a n d   S w a i n s   ( 2 5 %) [ 3 2 ]   P S N R   EC   B P P   P S N R   EC   B P P   Le n a   4 7 . 3 2   5 4 2 . 2 8 8   2 . 0   4 4 . 0 8   5 4 2 . 2 8 8   2 . 0   P e p p e r   4 7 . 3 3   5 4 2 . 2 8 8   2 . 0   4 4 . 0 7   5 4 2 . 2 8 8   2 . 0   B a b o o n   4 7 . 3 2   5 4 2 . 2 8 8   2 . 0   4 4 . 0 8   5 4 2 . 2 8 8   2 . 0   B o a t   4 7 . 1 8   5 4 2 . 2 8 8   2 . 0   4 4 . 0 7   5 4 2 . 2 8 8   2 . 0   H o u s e   4 7 . 3 0   5 4 2 . 2 8 8   2 . 0   4 4 . 0 8   5 4 2 . 2 8 8   2 . 0   A v e r a g e   4 7 . 2 8   5 4 2 . 2 8 8   2 . 0   4 4 . 0 8   5 4 2 . 2 8 8   2 . 0               L en a   L ig h th o u s e   Pep p er   B ab o o n                   Z eld a   Ho u s e   C o u p le   B o at     Fig u r 8 .   Dif f e r en t steg o - im a g es with   E P=5 %       T h s u g g ested   m eth o d o lo g y   h as  PS N R   f o r   em b ed d in g   p er ce n tag as:  E P=6 . 2 5 is   7 2 . 8 0   d B ,   f o r   E P=1 2 . 5 it  is   6 6 . 6 0   d B ,   f o r   E P=1 8 . 7 5   it  is   6 1 . 2 0   d B ,   an d   f o r   E P=2 5 it  is   5 4 . 9 5   d B .   T h E C   o f   th p r o p o s ed   s ch em is   1 3 1 ,   0 7 2 ,   2 6 5 ,   1 4 4 ,   3 9 3 ,   216 ,   an d   5 2 4 ,   2 8 8   b its   f o r   E P=6 . 2 5 %,   1 2 . 5 %,  1 8 . 7 5   an d   2 5 % r esp ec tiv el y .   I n   th s tu d ies ca r r ied   o u t b y   W u   an d   Hwa n g   [ 3 0 ] ,   an d   Ku m ar   an d   C h an d   [ 3 1 ] ,   PS NR   o f   th eir   tech n iq u es we r e   5 1 . 0 8   d B   a n d   5 1 . 2 7   d B ,   r e s p ec tiv ely .   As  s ee n   f r o m   th tab le  o f   c o m p a r is o n ,   t h p r o p o s ed   tech n iq u e   o u tp er f o r m s   th at   o f   W u   an d   K u m ar   a n d   C h an d   in   ter m s   o f   P SNR   wh en   E P=1 2 . 5 with   e q u al  E C .   T h e   s co r es   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.