26995

توسعه خوشه‌بندي FCM مبتني بر بهينه‌سازي نهنگ بهبود يافته براي واترمارك كردن تصوير

كارشناسي ارشد

بهينه سازي/رياضي كاربردي

1401

1401/06/23

دكتر جواد وحيدي

رياضي

امروزه توليد كنندگان محتواي چند رسانه‌اي بيش از پيش خواستار حفظ آثار خود در برابر سوءاستفاده كنندگان هستند؛ بنابراين حمايت از حق چاپ چند رسانه‌اي مورد استقبال و تحقيق پژوهشگران قرارگرفته است. به همين دليل نهان‌نگاري و انواع روش‌هاي آن بسيار مورد توجه قرارگرفته است. نهان‌نگاري به معناي تعبيه يك پيام يا فايل مخفي در يك رسانه ديگر است بطوريكه از ديد عموم مخفي باشد و در برابر حملاتي كه عمداً يا سهواً اتفاق مي افتد استحكام لازم را دارا باشد و به هنگام جاسازي آن كيفيت اثر اصلي را تخريب نكند. به همين جهت سه عنصر شفافيت، استحكام و ظرفيت از عوامل بسيار مهمي هستند كه محققان در تلاشند روشي را ارائه دهند كه مصالحه بهتري را بين اين سه عنصر دارا باشد. همچنين به هنگام سوءاستفاده از اثر، مالك بتواند با در دست داشتن واترمارك ادعاي مالكيت خود را اثبات كند. معمولاً روش‌هاي نهان‌نگاري تصوير در حوزه‌هاي فضايي و فركانسي مورداستفاده قرار مي‌گيرد و با استفاده از تبديل موجك گسسته و تبديل كسينوسي گسسته به تعبيه و استخراج واترمارك مي‌پردازد. اين پژوهش براي نهان‌نگاري ديجيتال يك چهارچوب مؤثر را بر مبناي يك رويكرد خوشه بندي توسعه داده است و همچنين با بهره گيري از الگوريتم نهنگ توسعه يافته به بهبود اين روش پرداخته است كه در مقايسه با روش‌هاي ديگر، عملكرد بهتري را از خود نشان داده است. روش پيشنهادي با روش‌هاي DCT،DWT،DWT+DCT و FCM+DCT مقايسه شده است و بر اساس بررسي‌هايي كه روي PSNR، خطاها و BER بازيابي پيام انجام مي‌شود، متوجه بهبود عملكرد اين روش نسبت به روش‌هاي ديگر مي‌شويم. همچنين الگوريتم فرا ابتكاري به كار گرفته‌شده دراين روش با الگوريتم‌هاي فرا ابتكاري PSO-FCM،GWO-FCM،WOA-FCM و FF-FCM مقايسه شده كه درنهايت به برتريت به كارگيري الگوريتم نهنگ بهبود يافته در اين روش مي‌رسيم.

1401/06/28

Development of improved whale optimization-based FCM clustering for image watermarking

9/14/2023 12:00:00 AM

Today, multimedia content producers are more and more demanding to protect their works from abusers; Therefore, the protection of multimedia copyright has been welcomed and grabbed the attention of researchers. For this reason,watermarking and its various methods have received much attention. Watermarking is the process of embedding a secret message or file in another medium so that it is hidden from public view and has the necessary strength against malicious attacks that happen intentionally or accidentally and does not destroy the quality of the original work when embedding it. Therefore, the three elements of transparency, strength and capacity are crucial factors that researchers are trying to provide a method that has a better compromise between these three elements. Also, when the work is misused, the owner would be able to claim his ownership by providing the watermark. Usually, image watermarking methods are used in spatial and frequency domains by embedding and extracting watermarks using discrete wavelet transform and discrete cosine transform. This research has developed an effective framework for digital encryption based on a clustering approach and has also improved this method by using the developed whale algorithm, which has shown better performance compared to other methods. The proposed method has been compared with DCT, DWT, DWT+DCT, and FCM+DCT methods, and based on the PSNR, errors, and BER of message recovery, our proposed method demonstrated better performance. Moreover, the meta-heuristic algorithm used in this method is compared with the meta-heuristic algorithms PSO-FCM, GWO-FCM, WOA-FCM and FF-FCM, and finally we reach the superiority of using the whale algorithm developed in this method.

نهان‌نگاري , واترمارك , تبديل موجك گسسته , تبديل كسينوسي گسسته , الگوريتم نهنگ توسعه يافته

watermarking , watermark , discrete wavelet transform , discrete cosine transform , developed whale algorithm

Mohadeseh Ozbakzaie

Dr.Javad Vahidi