3

Image watermarking capacity analysis based on Hopfield neural network

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Image watermarking capacity analysis based on Hopfield neural network

��� ������� ������ ����� � � �� �� � � �� � � ������ ��� ����

����� ���������� ������ ��� �� ����� �

������� ����� ������

��� ����� ���� ���� ��� ����� ����� �����������

��� ������� �� ������ ������� ������� ���������� �� ����������� ������� ������

������� ����� ��� ����

� !"#���"�$� % &�'���&� !"#���"�$� % �" �� ���!�� "& " ( �� ( � ��) ��"#� �� ����&� ��� &# "�� (����� )& ! �$& ��"%� !"#���"�$� % �"�"��#* "�� �"&�� � ( ��"#� #'� �*� )&� % �'" ( ��)�"# �"��)�"#� #'� �"�"��#* ( !"#���"�$� %� � #'�& �"���� !� ���&� # " ��� � !"#���"�$� % "�% ��#'�)&� % � �(���� �)�"� �#! �$� " � " "�*+� !"#���"�$� % �"�"��#* �"&�� �)�"� �#! �$� � )�!"#���"�$� % "�% ��#'�� !"#���"�$� % �"�"��#* �& ������� �* "##�"�#� �"&� ( "&& ��"#��� ��� �*�

��� ������ ��������� ������,��

�������� �� � �� ������ � ����� �� ������� �������� �� �� ����� �� ������� � �������� ������ �� � ���� �� ����� �� ������ � ������� ������������ � ������� � � ���������� � � ����� ���

���� ���� � ������� � �������� ��� � ��� �� � � � ���� ����� �� ���� ��� ������ � � �� � � ��� � � � ��������� �� ��������� ���� � �� ���� �� ������ ������� ��� ������ ���� !� �"� ���� ������ � �� ���� �������� � �������� � ����� ���� �� ���� �#�� � ������ $��� �� ���� �#$� ����� ���� %���� "���� ������ � �� � �� ������� � �������� ������ � ������������� &� �� �� ���� � ������� ���� � �������� � ������ ����� � '�� � ����������� ����� ���� �(�)� ������� ����� ��� � ��'�� ������� � ����� � ��� �*�������

+����� ��� �� ������ ���� � ���� ������� ��������� � ���� � � ������� ����, ��� � ��� � � ������ �� �������� �� �������� �� ������� ��- ���� ���, � �� � � ��� � ������� ������� ��������� ��� � .������ ��� ����, � � � ����������� � �������� ���� � ��� �����

.������ ��� ���� �� � � �� � �� ������ ������, ��� � ���������� �� �� �� ���� �� ������ ����������� ������ �� �� �� ���� ������ ���������� � ���� �� ����� ��� ����� � ��� � � ��� ��� ���� ����, ����� ������ ����� �� � ����� ����,� �������� �� �� �� � ����� �� ����� �, ����� � ������� �� ������� ��� ��� � � �� �������, �� ������ �� �������� �

/�� � ���� �� .������ ��� ���� � ��������� �� �01, �1�� $� �� ��� �� ��� ���� �� ���� ��� ��� ������� ��� ����, � ������� ����� �� ���� ��� ��� �� $� ��� ����, � ���� ������ ���� ������ � ������� � ����� �� ��� � � � ���� �� ���� � �� � �� �� � ����� ���� ������� ���2,1�, 2 � ��� �� ������� � ���� ���� � � 1 � ���������� � ���� ����� 3 �� �� ����� ��������� ��� �3!� � +�������, �� 3!� ���� �� ��� ���� ������ ����� �� 3����� �������� �� ������ �� �������

�� ��� ���������� �� ���� �/4$ ��� �� �� �� ���� ���� ��������� ����� ���� ������, �� ����� � ������ � � �� ��� � �� �� ������ ������ �

�� ��� ��� ������ +����� � ���� �� ���� �������'��� �� � ����� ������� ���������� , �� /4$�� ��� ���� ������� �� � ���� ��

/4$��� � 51

1 0 ������ �

� �1

�� ������ � �� �� ����� ���� � �� �� ���� � � �� �

��� � �� � �� ���� ���� ����� ��� ��� � � 6 �� ������� �� /4$, � �� ����� �� �������� ��������� � �� ��� ���� �� ������� �,

7��� � 5 81�/4$��� � 9 � � 0 /4$��� � � ��� �:

�� � � � �� � �� ������� �������� �������� �� ����� � � ���� ��� , ��������� ��������� ���� � �� ���� �� ;2 ���� �� �� ������� ����� ;� - ���� ��� � �� /4$ � �� �� 1, �� �� ���� �� �� )*��: � �� �� 2, � � �� �*� ��� �� �������� ���� ��������� �� �� � � � ��� - �������� ���� ���� � ��� � � ���� ���� �� ������ �������� � ���� ������� � ���� ��� � � � ��� ������ � ����� ��� ��+����� � �� ���� *����� , �� ������ ������ �� ���� � �� �� ��� � �� ��� � ��� ���� � �� ���� ��� �� -� � ��� ������� �������� ������� � ��� ����, �� ����� �� �� ������� � ������� � ���� ����� �� !� ���� ���, � �� ������� ��� ������� ��� ����� �� � � � �����������

#�� � �� �� � � �� ��� ����, ���� ���� ������ � � � ������ ��� ��� � ���� �� .������ ��� ����� - ������ ������ �, ���� ������� ���� ����� �� ���� � � 3!�, � � �� � ������ �� ���� ���� ���� ���� ���� �������� ����, ����� ������ ������ � � �������� $� ����,������ � ���� 3!� ���� ������ ������, ��� '��� ���� ������ ����� � �� ���� ��� �������� ����

- ������� � �����, ������� � �� � �� ����� �� � ��� �� ����� ������ �, ���� �� � �� ����� �� � ����� ������ ��� � �� �� ���� ������,� � �� ������ �� �� ����� �� � �� �����������, ������� � �������� ����� �� � ����� ��� �������� �� � ������� �����

�� ���� � ���� �� � ������� ���� ������� ����+3�/ ��� �, � � ������ � �� � ��� ��������� �� ���� � � � �� � ��� ��� ��� �� ���� �,

�,-�.-,�����������,/�.�/ '##�0��!!!�� �� �%��

Page 2: Image watermarking capacity analysis based on Hopfield neural network

� ������ ��� ���� � � �� �� � � �� � ������� ������ ����� ���

�� � ����� ��� � ��� � �������� ������� 3������� � �������� � � ���� � ������� � �� �����

� 51

:����

�1 0

��

��

�� �;

+����� ��� �� ������ ���� � ���� ������� ��������� � ���� � ���� �������

.������ ��� ���� �� ���� � �� � ��������������, �� ���� � � ���� �� �� ������ ��������,� � �� ���� ��� ������� � ����������� -� � ��������� ���� � ������ � � ������ ���� , �� �������� � ����� � � ���� �� �� ��� ���� ���� ��� ����� �� �������� ���� �� ��� � �� �� �����.���� � ����� � ����� ����� ������ ��� ����� ������ �� ���� � $� � ��� � ����, �� ���� ��������� ������ �� ���� ���� � ��� � ���� �� �� ���� �������� �����������

�� .���� � ����� � �� ��� ����� �� � � �� �� �� ��� �� ����� �� � � ���� � ��� ��� ����3 � �� �� �� � ��

�, �� � �� ����� ��� �� ������ ����� .���� � ����� � �� ���� �� �� ��� ��� �� ������� � �.���� � ���

���� 5 ����� ��

�� �� 5 �� �<

!��� �� �������� �� � � ��� �� .���� � ������ � � .���� � ���, ����� �� �� �� ������� � ���������� �� ��� �����

+���� � � ��� �� ��� �� ���� ���� � � ��� ��� �� ��� �� �� �� $� .������ ��� ����, �� ���� ���� � � ������ ��, �� ���� �� �������� �� ��� ���� ���� ��

� �� � �

:�� �=

+���� �� �������� ���� �� ��� ���� ���� ������� �� � � 3� �� ��� ���� "� .���� � ������ � ���� ��� �� ���� ���� �� ��� ��� )*� �= ,��� ���� ���� �� � �� ���� ���� � ���� � �������� �� � ���� ���� , ������, ���������� ����������

- ������� � �����, ������ �� ���� �� ���� +����� � ������ �� � ����� � ������, ���� ��� ��� � �� ���� ����� � ���� ���� �� �� ������� � ��������� -� � ������ ���������� ��� �����, ��� ��� �� ���� � ����� �� � ����� ��� ��� �� ���� �� � ���� ���� ��� ��� � � ��������� �� �� ������ �� ����, �� ���� .����� � ����� � ��� ���� ���� ��� ��� � ���� �������� ��� ��� � ��� 3� �� .���� � ����� � �� ����� �� ��� � �� �������� ���� , ��� ���� �� � �� ���� ���� ���� ��� ��� � ������� ��, �� ��� ��� �������� ���� �� �� � �� ��� �� ��� �� � ������ ���� �� � �������, ������, �� �� � ���������� �� ������� ��

)*����� �= �� ���� �� ���� ���� � � ������� ��� 6��������, �� ���� ���� � � � ������� ��, ���� �� �������� �� ��� ��� )*� �= � $� � ������ � ������� � �������� � � �� ����� �� � �������� , � ����� ���� ���� � � ������ ��, ����� ����� ���� -� �� '��� ��� � ����� � ������� ����

� � ��� �� � ���'��� �� ������� ���������� ���� � ��� � �������� � ������ � � ������� �����

+����� � �� �� ������� � ��������, �� � � ��� ���� �, � 5 >� �� , ������ � �� )*� �= ,�� �������� ���� �� ��� ���� ���� � � ;?<2�-� ��� �� ������� ��� �� �� � ��� ��� � �� ��� ��� � , ��� ���� �� ������������ ���� �� ��� ��� �������������

%������ � ���� ��� ����� � ���� ��� ��� �"���� � � ����� �� � ��� �� -� � ��� ��� �� �������,����� �� � ���� �� �������� �� �����, �� �� ��� ��� � ��� ��� �� �� �������, � �� �� ����� �������� ���� ��� �� ����� ������, ���� ������ ��� � �� ���� ���� � ��������

!���� �� ������� ������ �������� �� � ����� ;2, �� ���� � �� ��� ��� ��� ��� � �� �������� ����� �� � ��� � �� ����� � ������ � ������ +� �� � ������ ����, �� ������� ��� ����������� ��� � �� ;?<2� - � ��� ���, ����������� � ��� ��� ��� ��� � ��� � ���� � �� ��� ���,�� �� ������� ��� �� ������� � ����� �� �5 =�;?<2 5 1@:22� - �� ������� � ��������, ������� �� � �� �� �*� �, � � � ����� �� � ����� �� ���� �� ��� ����� � � �� �*� � �� � ����+ ��� ��� �� �� �*� � ��� :� ����� ���� � ���,��� ����� ���� ����� � ���������� 1A:�� +����� ��� � ������� ����, � ������� �� � ��� ��� �� ���*� � ��

� 5 � ����

�1

:�

�� �?

��, � �� ������� � ��������, ������� � ��������� �� 1@:22 �����

- ���� ��, �� :=?�:=? ��� ��� ��� �����!���� , ����, � � & � � ���� #���� .������ ��� ���� �� ��� � �� ���� ��� +���� ����� ���� ������� ��� ����� ���� � *���� �� <�

-� �� ��� �� �� � *���� �� �� ��� �� ������, �� ���������� ���� � �� ������� �� � ��������� �� ��� ��� �� ��� ���� �� ��� ������������ ���������� �� /4$ �� ��������� � ������ ���� ��� , � �� ��� �� ����� �� � �� � ������ 3 ����� ���� � �� �� � � ������ ��� ������� � �� �� �� ��� ��� �� �� /4$� )��� ��� ����� �� �� � �� � -� �� /4$ ���������� ��� �� � �� ��� �� ��� =�=, �� � :=?�:=? ���� �� ������� � �� =1�=1 ��� �, � � �� ��� ��� �� ��� ���� �� =1�=1�

+����� � �� )*� �: , � �� �������� �� ��������������� ������ �������� ���� �� ��� ���� ������� � ������"� � ����������� +�� ������ ��������� ���� �� ����� � ����, ��� ������� ������� ���� �%3- � $��� 1 ����� & �"� %3-�

- $��� 1, �� ����� ���� � �� ��� � ���� ��������� ������ �������� ����B �� ��� ���� � ����� � ���� ����� ����� ������ �������� �����- $��� 1, � ��������� ����� �� & � �� � �� ������� - �� ������ ���� ��� � � � �� ����� �, �� �����, �� ��� � �� & �"� ���, �� ����� ������ �������� ���� �� �������

- ������ ������ �, � ����� ���� �� ���

Page 3: Image watermarking capacity analysis based on Hopfield neural network

��� ������� ������ ����� � � �� �� � � �� � � ������ ��� ����

1�%� �� � " ��"%�2& �"3��)� !"#���"�$ ��"%��

1�%� �� ���%� "� 4"� ��"%� ��# ��" �& 5"6� 5�6� 5�6 " ���#������ ��"%� ��# ��" �& 5�6� 5�6� 5(6�

��� �� � � �� ��� � � ���� �������� �� ���������

� " 4"� ������&

�#�% ��"%� ��� ��� ���

� �&�� �#�% ��"%� ��� ��� ���

� &# ��"%� � � �

� �&�� � &# ��"%� � � �

���� � � ���� ����, ���� ���� ����, ���� ����,� � ���� ���� ����, ��������� 3 ���� ��1:22 ����, � �� �� ���� � ���� �� ����� ����� ��� ����� ���� 1 ����� �� ����� �� �� ����� ��� $��� : ����� ���� �� !���� ���� ��� ��� �� � ���� ���� ��� ��� ��

- �� ������ , � �� � � ��� � ������� � ��������� ���� � .������ ��� ����, ��� � �� /4$�� ������� ������ ����� �� + � � � ���� �������� � �������� ���� � ��� ����� - �� �������� � ��������, ������� � �������� �� ������� �������� ���� �� ���������� �����

���� ��� ��� ������� �� �� /���� �� /����� ���� � $�� ����� �� ��� � �/�� ?22C=22: � � �� /����� �� .��� ��� ����� D���� � � #����� � @?;����� �� ��� � �/�� :221++1<<2@2 � $� E�� �"� ����� ����� �� '�����F�� ������

�� �������

�� �� 7� �����## � �� �� � ����')$� " � 8� "��'" ��" � � ���������� � ���� �� ���� ����� ��������� �� ������������� �� ��9 5���:6�

�� ;� 4"� �� 1� 4"�# �� �� " � �� 7� &"� �� �� ��������� �/- 5����6�

/� �� ; )�� " � ;� 8� ;�'�"$� ���� ��" &� ��"%� �� .��&&� % ��� ���� 5����6�

�� �� ; )�� � ��% "� �� ��&&� % ��� ���� 5����6�

9� �� <� � " � �� 1� �'" %� � ���������� � ���� �� ����� ����� ��������� �� ����� �������� �� ���- 5����6�

,� �� <� � � �'�7� �'�&�& 5� �)���" = ����&�#*� ����6�

-� �� � � &'* �&$�*� �� ������"� " � �� �>)�&�� ��% "� �� .��&&� % ��� ��-- 5����6�

:� ?� � 3� ;� � ;������� " � �� ;�8�����&� �� ����� %& (#'� ���� 5�����"� �&&)� ��� #�(��"#� " � �� #��#� ( ;)�#�����" � ( ��"#� 6 ��� ���- 5����6�