طرح نهان‌نگاری هوشمند و مقاوم با استفاده از مقادیر بهینه ضرایب مقیاس و ضرایب کانتورلت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه کامپیوتر، دانشکده برق و کامپیوتر ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال ، تهران ،ایران

2 گروه کامپیوتر ، دانشکده مهندسی کامپیوتر ، دانشگاه شهید رجایی ، تهران ، ایران

3 گروه کامپیوتر،دانشکده برق و کامپیوتر، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال ، تهران، ایران

4 گروه مهندسی کامپیوتر و فناوری اطلاعات، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز ، تهران، ایران

10.22034/jasp.2023.54334.1212

چکیده

طراحی یک سامانه نهان‌نگاری تصاویر دیجیتال با بهبود همزمان ویژگی‌های مقاومت، شفافیت و ظرفیت از چالش‌های اصلی این حوزه می‌باشد. در این پژوهش یک طرح نهان‌نگاری هوشمند ترکیبی در حوزه فرکانس با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی تکامل تفاضلی، تبدیل کانتورلت، تبدیل تجزیه مقادیر تکین و تبدیل آرنولد برای ارتقاء همزمان این ویژگی‌ها ارائه شده است. در این روش تصویر میزبان با استفاده از تبدیل کانتورلت به حوزه فرکانسی منتقل و مقادیر بهینه ضرایب کانتورلت و ضرایب مقیاس با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی تکامل تفاضلی انتخاب می‌گردند. برای افزایش امنیت الگوریتم پیشنهادی، تبدیل آرنولد بر روی تصویر نهان‌نگاره انجام و به فضای آمیخته منتقل می‌شود و قبل از فرآیند ادغام بر روی تصویر آمیخته و ضرایب فرکانسی منتخب تبدیل تجزیه مقادیر تکین انجام می‌گردد. نتایج آزمایشات و مقایسه تحلیلی طرح پیشنهادی نشان می‌دهد که ضمن افزایش محسوس ظرفیت نهان‌نگاره، مقدار ویژگی شفافیت به مقدار قابل توجه 72 دسی‌بل ارتقاء یافته است و مقاومت نیز به میزان برجسته‌ای در برابر 20 نوع حمله متفاوت بهبود یافته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

An intelligent and robust watermarking scheme using optimal values of scaling factors and contourlet coefficients

نویسندگان [English]

  • Einolah Hatami 1
  • Hamidreza Rashidy Kanan 2
  • Kamran Layeghi 3
  • ali harounabadi 4
1 Department of Computer Engineering, North Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Department of Computer Engineering, Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran, Iran
3 Department of Computer Engineering, North Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
4 Department of Computer Engineering, Central Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Scheming a digital image watermarking system with the simultaneous improvement of robustness, imperceptibility and capacity is one of the main challenges in this area. In the present paper, it is discussed a new blind and robust hybrid intelligent technique of watermarking in the frequency domain using the differential evolution algorithm, Contourlet transform, singular value decomposition (SVD) and Arnold transform to simultaneously improve these features. In this scheme, the host image is transformed to the frequency domain by applying the Contourlet transform, and the optimal values of Contourlet coefficients and scaling factors are selected using the differential evolution algorithm. To increase the security of the proposed algorithm, the watermark image was scrambled by using an Arnold transform Then SVD transform is performed on the scrambled image and the selected frequency coefficients before the embedding process. The experimental results and the analytical comparison of the proposed scheme show that along with the good increase in the capacity of watermark, the value of imperceptibility has been increased to a noticeable amount of 72 dB, and the robustness has also been significantly improved against 20 different attacks.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Watermarking
  • Contourlet Transform
  • Optimal frequency coefficients
  • Scaling Factors
  • Differential evolution algorithm