An Optimized Image Watermarking Technique Based on LU Factorization and Entropy Analysis

الملخص

Abstract:

An optimized image watermarking technique based on LU factorization and entropy analysis in combination with lifting wavelet transform and discrete cosine transform is presented in this paper. At first, the original image is decomposed by a 2-level lifting wavelet transform for obtaining the coefficients of a high-frequency subband followed by discrete cosine transform. Afterward, non-overlapping blocks are obtained by dividing the coefficients of discrete cosine transform whereas LU factorization is applied to each non-overlapping blocks based on pseudo-random sequences. Then, the watermark is embedded into the first row, the first column element of the upper triangular matrix of LU factorization. The normalized cross-correlation (NC), and the peak signal-to-noise ratio (PSNR) are used to evaluate the invisibility and robustness of the presented technique. The experimental results have indicated that the presented technique fulfills all watermarking requirements in terms of invisibility, robustness, security, and capacity. The comparison with the existing scheme has shown that the proposed watermarking technique has a superior performance in terms of invisibility than the existing scheme.

المستخلص:

تم في هذه الورقة تقديم تقنية محسنة للعلامة المائية للصور تعتمد على تحليل الإنتروبيا إلى عوامل LU بالإضافة إلى تحويل المويجات الرفعية وتحويل جيب التمام المنفصل. في البداية، يتم تحلل الصورة الأصلية عن طريق تحويل مويجات الرفع ذات المستويين للحصول على معاملات النطاق الفرعي عالي التردد متبوعًا بتحويل جيب التمام المنفصل. بعد ذلك، يتم الحصول على الكتل غير المتداخلة عن طريق قسمة معاملات تحويل جيب التمام المنفصل بينما يتم تطبيق عامل LU على كل الكتل غير المتداخلة بناءً على تسلسلات شبه عشوائية. بعد ذلك، يتم تضمين العلامة المائية في الصف الأول، وعنصر العمود الأول للمصفوفة المثلثية العليا لتحليلLU. تم استخدام الارتباط المتبادل الطبيعي، ونسبة الذروة للإشارة إلى الضوضاء لتقييم اختفاء ومتانة التقنية المقدمة. أشارت النتائج التجريبية إلى أن التقنية المقدمة تلبي جميع متطلبات العلامة المائية من حيث الاختفاء والمتانة والأمن والسعة. أظهرت المقارنة مع التقنية المحددة أن تقنية العلامة المائية المقترحة تتمتع بأداء متفوق من حيث الاختفاء عن التقنية المحددة.