دوره 17، شماره 4 - ( 12-1399 )                   جلد 17 شماره 4 صفحات 15-32 | برگشت به فهرست نسخه ها


XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

riazi L, pourebrahimi A, alborzi M, radfar R. A hybrid method to improve Steganography in JPEG images using metaheuristic algorithms. JSDP. 2021; 17 (4) :15-32
URL: http://jsdp.rcisp.ac.ir/article-1-936-fa.html
ریاضی لادن، پورابراهیمی علیرضا، البرزی محمود، رادفر رضا. یک روش ترکیبی برای بهبود پنهان‌نگاری در تصاویر با استفاده از روش‌های فرا ابتکاری. پردازش علائم و داده‌ها. 1399; 17 (4) :15-32

URL: http://jsdp.rcisp.ac.ir/article-1-936-fa.html


دانشگاه آزاد اسلامی، واحد کرج
چکیده:   (243 مشاهده)
در این مقاله روشی برای بهبود عملیات پنهان‌نگاری و بالا‌بردن امنیت، با استفاده از ترکیب الگوریتم‌های فراابتکاری ارائه شده است. هدف، دست‌یابی به مقدار بهبود‌یافته PSNR است؛ به‌گونه‌ای که کیفیت تصویر در فرایند پنهان‌نگاری حفظ شود. در این روش ابتدا هفت الگوریتم فراابتکاری متداول در این حوزه، از جمله بهینهسازی کلونی مورچه، زنبور عسل، جستجوی فاخته، ژنتیک، حرکت ذرات، تبرید شبیه‌سازی‌شده، کرم شب‌تاب انتخاب و کارایی الگوریتم‌های یادشده پس از اعمال به‌صورت انفرادی بر روی داده‌های موجود مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. از میان الگوریتمهای اعمال‌شده، سه الگوریتم جستجوی فاخته، کرم شب‌تاب، زنبور عسل که دارای بهترین مقدار تابع برازش و در‌نتیجه بالاترین کیفیت هستند، انتخاب شدند. تمامی شش حالت مختلف از ترکیب این سه الگوریتم به‌طور مجزا بررسی شد. بهترین ترکیب به‌کار‌رفته به‌ترتیب، الگوریتم های کرم شب‌تاب، زنبور عسل و جستجوی فاخته است که این ترکیب، میانگین نسبت سیگنال به نوفه برابر 89/54 را فراهم کرده است. ترکیب یادشده در مقایسه با الگوریتم‌های انفرادی بررسی‌شده بهینهسازی کلونی مورچه، زنبور عسل، جستجوی فاخته، ژنتیک، حرکت ذرات، تبرید شبیه‌سازی‌شده، کرم شب‌تاب، به‌‌ترتیب به میزان 29/59، 61/29، 43/37 ، 56/52، 84/54، 82/57 و 82/3 درصد بهبود در مقدار PSNR را ارائه می‌کند.
متن کامل [PDF 4993 kb]   (74 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: مقالات گروه رمز
دریافت: 1397/9/15 | پذیرش: 1398/3/29 | انتشار: 1399/12/4 | انتشار الکترونیک: 1399/12/4

فهرست منابع
1. [1] شمع علیزاده بایی محمدعلی، "بررسی الگوریتم‌های مخفی‌سازی پیام در نهان‌نگاری تصویر و طراحی الگوریتمی کارآمد"، مهندسی شناورهای تندرو، شماره 52، صفحات 42-30، 1397.
2. [1] M. SH. Alizadeh, "Evaluation of message hiding algorithms in image steganography and efficient algorithm design", High Speed Craft, Vol. 52, pp. 42-30, 2018.
3. [2] X. Zhang, Z. Zhao, and J. Wang, "Chaotic image encryption based on circular substitution box and key stream buffer", Signal Process. Image Commun., vol. 29, no. 8, pp. 902-913, 2014. [DOI:10.1016/j.image.2014.06.012]
4. [3] M. Hussain and M. Hussain, "A Survey of Image Steganography Techniques," vol. 54, pp. 113-124, 2013.
5. [4] A.Benoraira, K. Benmahammed, and N. Boucenna, "Blind image watermarking technique based on differential embedding in DWT and DCT domains," EURASIP J. Adv. Signal Process., vol. 2015, no. 1, pp. 1-11, 2015. [DOI:10.1186/s13634-015-0239-5]
6. [5] H. Tao, L. Chongmin, J. M. Zain, and A. N. Abdalla, "Robust image watermarking theories and techniques: A review," J. Appl. Res. Technol., vol. 12, no. 1, pp. 122-138, 2014. [DOI:10.1016/S1665-6423(14)71612-8]
7. [6] N. A. Abbas, "Image watermark detection techniques using quadtrees," Appl. Compute Informatics, vol. 11, no. 2, pp. 102-115, 2015. [DOI:10.1016/j.aci.2014.07.003]
8. [7] M. Keyvanpour and F. M. Bayat, "Blind image watermarking method based on chaotic key and dynamic coefficient quantization in the {DWT} domain," Math. Compute. Model, vol. 58, no. 1-2, pp. 56-67, 2013. [DOI:10.1016/j.mcm.2012.07.008]
9. [8] Z. Xie and X. Wang, "A Heuristic Feature Combination Selection Method in Fusion Detection of JPEG Stegoimages," in 2012 Fourth International Conference on Multimedia Information Networking and Security, 2012, pp. 220-224. [DOI:10.1109/MINES.2012.22] [PMID]
10. [9] M. Kiamini, S. Fazli , " A High Performance Steganographic Method using JPEG and PSO Algorithm," IEEE, 2008.
11. [10] F. Sadeghi, M. K. Rafsanjani, and F. Z. Kermani, "Hiding Information in Image by Compound Meta-Heuristic Algorithm PSO-SA," Int. J. Compute Sci. Artif. Intell, vol. 3, no. 4, p. 125, 2013. [DOI:10.5963/IJCSAI0304001]
12. [11] K. Akshyata and l. Jain, "Data Hiding and Security using Steganography", International Journal of Engineering and Management Research, 2017.
13. [12] E. T. Zghaer and S. H. Hashem, "Ant Colony Optimization To Enhance Image Steganography", International Journal of Emerging Trends and Technology in Computer Science (IJETTCS), 2017.
14. [13] A. Miri, K. Faez, "Adaptive image steganography based on transform domain via genetic algorithm", Optik, vol. 145, pp.158-168. [DOI:10.1016/j.ijleo.2017.07.043]
15. [14] K. Loukhaoukha, J.-Y. Chouinard, and M. H. Taieb, "Optimal image watermarking algorithm based on LWT-SVD via multi-objective ant colony optimization," J. Inf. Hiding Multimed. Signal Process., vol. 2, no. 4, pp. 303-319, 2011.
16. [15] J. S. Lee, J.-W. Wang, and K.-Y. Giang, "A new image watermarking scheme using multi-objective bees algorithm," Appl. Math. Inf. Sci., vol. 8, no. 6, p. 2945, 2014. [DOI:10.12785/amis/080632]
17. [16] F. G. Mohammadi and M. S. Abadeh, "Image steganalysis using a bee colony based feature selection algorithm," Eng. Appl. Artif. Intell., vol. 31, pp. 35-43, 2014. [DOI:10.1016/j.engappai.2013.09.016]
18. [17] M. Ali and C. W. Ahn, "An optimal image watermarking approach through cuckoo search algorithm in wavelet domain," Int. J. Syst. Assur. Eng. Manag., pp. 1-10, 2014.
19. [18] Y. H. Chen and H. C. Huang, "Reversible Image Watermarking Based on Genetic Algorithm," in Intelligent Information Hiding and Multimedia Signal Processing (IIH-MSP), 2014 Tenth International Conference on, 2014, pp. 21-24. [DOI:10.1109/IIH-MSP.2014.13]
20. [19] a L. Brazil, a Sanchez, a Conci, and N. Behlilovic, "Hybridizing genetic algorithms and path relinking for steganography," ELMAR 2011 Proc., no. September, pp. 285-288, 2011.
21. [20] M. Nosrati, A. Hanani, and R. Karimi, "Steganography in Image Segments Using Genetic Algorithm," in 2015 Fifth International Conference on Advanced Computing Communication Technologies, 2015, pp. 102-107. [DOI:10.1109/ACCT.2015.57]
22. [21] B. Lei, F. Zhou, E.-L. Tan, D. Ni, H. Lei, S. Chen, and T. Wang, "Optimal and secure audio watermarking scheme based on self-adaptive particle swarm optimization and quaternion wavelet transform," Signal Processing, vol. 113, pp. 80-94, 2015. [DOI:10.1016/j.sigpro.2014.11.007]
23. [22] X. Li and J. Wang, "A steganographic method based upon {JPEG} and particle swarm optimization algorithm," Inf. Sci. (Ny)., vol. 177, no. 15, pp. 3099-3109, 2007. [DOI:10.1016/j.ins.2007.02.008]
24. [23] G. S. Lin, Y. T. Chang, and W. N. Lie, "A Framework of Enhancing Image Steganography With Picture Quality Optimization and Anti-Steganalysis Based on Simulated Annealing Algorithm," IEEE Trans. Multimed., vol. 12, no. 5, pp. 345-357, Aug. 2010. [DOI:10.1109/TMM.2010.2051243]
25. [24] A. Mishra, C. Agarwal, A. Sharma, and P. Bedi, "Optimized gray-scale image watermarking using DWT--SVD and Firefly Algorithm," Expert Syst. Appl., vol. 41, no. 17, pp. 7858-7867, 2014. [DOI:10.1016/j.eswa.2014.06.011]
26. [25] A. Miri, K. Faez, "Adaptive image steganography based on transform domain via genetic algorithm", Optik, vol. 145, pp.158-168. [DOI:10.1016/j.ijleo.2017.07.043]
27. [26] S. Hemalatha, U. D. Acharya, and A. Renuka, "Wavelet Transform Based Steganography Technique to Hide Audio Signals in Image," Procedia Comput. Sci., vol. 47, pp. 272-281, 2015. [DOI:10.1016/j.procs.2015.03.207]
28. [27] M. Nosrati, A. Hanani, and R. Karimi, "Steganography in Image Segments Using Genetic Algorithm," in 2015 Fifth International Conference on Advanced Computing Communication Technologies, 2015, pp. 102-107. [DOI:10.1109/ACCT.2015.57]
29. [28] Z. Li, Y. Hi, "Steganography with pixel-value differencing and modulus function based on PSO," Information Security and Applications, vol.43, pp. 47-52, 2018. [DOI:10.1016/j.jisa.2018.10.006]
30. [29] F. G. Mohammadi , H. sajedi, "Region based Image Steganalysis using Artificial Bee Colony," Visual Communication and Image Representation, vol 14, pp. 214-226, 2017. [DOI:10.1016/j.jvcir.2016.12.003]
31. [30] S.I. Nipanikar, V. H. Deepthi, N. Kulkarni, "A sparse representation based image steganography using Particle Swarm Optimization and wavelet transform," Alexandria Engineering, vol. 57, pp. 2343-2356, 2018. [DOI:10.1016/j.aej.2017.09.005]
32. [31] A. Miri, k. Faez, "Adaptive image steganography based on transform domain via genetic algorithm," Optik, vol. 145, pp. 158-168, 2017. [DOI:10.1016/j.ijleo.2017.07.043]
33. [32] CM.Wang, NI. Wu, CS. Tsai, "A high quality steganographic method with pixel-value differencing and modulus function", J Syst Softw, Vol. 81, pp.150-158, 2008. [DOI:10.1016/j.jss.2007.01.049]
34. [33] CH. Yang, SJ. Wang, C. Weng, "Capacity-raising steganography using multi- -pixel differencing and pixel-value shifting operations", Fundam Informaticae, Vol. 98, pp.321-336, 2010. [DOI:10.3233/FI-2010-229]
35. [34] X. Liao, QY. Wen, ZL. Zhao, "A novel steganographic method with four-pixel differencing and modulus function", Fundam Informaticae, Vol. 118, pp. 281-289, 2012. [DOI:10.3233/FI-2012-714]
36. [35] M. Hussain, AWA. Wahab, ATS. Ho, "A data hiding scheme using parity-bit pixel value differencing and improved rightmost digit replacement", Signal Pro- cess Image Commun, Vol. 50, pp.44-57, 2017. [DOI:10.1016/j.image.2016.10.005]
37. [36] Li. Zhaotong, He.Ying, "Steganography with pixel-value differencing and modulus function based on PSO", Journal of Information Security and Applications, vol. 43, pp. 47-52, 2018. [DOI:10.1016/j.jisa.2018.10.006]

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


کلیه حقوق این تارنما متعلق به فصل‌نامة علمی - پژوهشی پردازش علائم و داده‌ها است.