المجلة الدولية للعلوم والتقنية

International Science and Technology Journal

ISSN: 2519-9838 (Online)

ISSN: 2519-9846 (Print)

مجلة علمية محكّمة تهتم بنشر البحوث والدراسات في مجال العلوم التطبيقية، تصدر دورياً تحت إشراف نخبة من الأساتذة

Digital Image Watermarking Methods Based on Transformation Techniques: A Comparative Study

الملخص
تعد العلامة المائية الرقمية إحدى طرق إخفاء البيانات، والتي تقوم بدمج بيانات العلامة المائية في محتوى الوسائط المتعددة الرقمية. المتطلبان المهمان لطرق وضع العلامات المائية هما عدم القدرة على الإدراك والمتانة. يقدم هذا البحث دراسة مقارنة لتقنيات التحويل، وهي تحويل الموجات المنفصلة (discrete wavelet transform)، تحويل جيب التمام المنفصل (discrete cosine transform)، وتحويل فورييه المنفصل (discrete Fourier transform) حيث تم استخدام هذه التقنيات في مجال العلامات المائية للصور الرقمية. يستخدم هذا البحث مقياس ذروة نسبة الإشارة إلى الضوضاء (peak signal-to-noise ratio) كمقياس أساسي لمقارنة سمة الشفافية لطرق وضع العلامات المائية. كما تم استخدام مقياس معامل الارتباط (correlation coefficient) لاختبار مقاومة طرق وضع العلامة المائية للهجمات المختلفة. علاوة على ذلك، تم بحث طريقة الجمع بين تقنية تحليل القيمة المفردة (singular value decomposition) مع تقنيات التحويل الثلاثة من أجل استكشاف ما إذا كان الجمع سيعزز النتيجة أم لا. تظهر النتائج التجريبية أن تحويل الموجات المنفصلة وتحويل الموجات المنفصلة جنبًا إلى جنب مع تحليل القيمة المفردة يتفوقان على أحدث طريقة في الدراسات السابقة ويعززان كلاً من عدم القدرة على الإدراك والمتانة مع وقت حسابي أقل وذلك عندما لا تتعرض الصورة ذات العلامة المائية إلى أي نوع من الهجوم. الكلمات المفتاحية: العلامة المائية للصورة، المتانة، عدم القدرة على الإدراك، تحليل القيم المفردة، تحويل الموجات المنفصلة، تحويل جيب التمام المنفصل، تحويل فورييه المنفصل.
Abstract
Digital watermarking is one of the data-hiding methods, which embeds the watermark data into the digital multimedia content. The two important requirements for watermarking methods are imperceptibility and robustness. This paper presents a comparative study of transformation techniques, which are discrete wavelet transform, discrete cosine transform, and discrete Fourier transform that have been used in the field of digital image watermarking. The paper uses the peak signal-to-noise ratio measure as a basic metric for comparing the transparency attribute of the watermarking methods. Whereas the correlation coefficient metric is adapted to test the resistivity of the watermarking methods to different attacks. Moreover, the paper examines the combination of the singular value decomposition technique with the other transformation techniques in terms of exploring whether the combination will enhance the result or not. The experimental results show that the discrete wavelet transform and the discrete wavelet transform combined with the singular value decomposition outperform the state-of-the-art method and enhance both the imperceptibility and the robustness with less computational time when the watermarked image is not subjected to any attack. Keywords—Image watermarking; robustness; imperceptibility; singular values decomposition; discrete wavelet transform; discrete cosine transform; discrete Fourier transform