An Efficient Prediction-and-Shifting Embedding Technique for High Quality Reversible Data Hiding

Abstract The embedding capacity of a histogram-based reversible data hiding technique is primarily determined by the peak height of the histogram. Recently, some studies have tried to embed data in the histogram of prediction errors by modifying the error values and have better embedding efficiency. However, these methods offer no selective embedment mechanism to exclude the positions where the modification in the embedding operation contributes no capacity but merely degrade the image quality. In this paper, a novel coding method for reversible data hiding is presented. A two-stage prediction algorithm that fully exploits the pixel correlations is employed to create more embeddable spaces, and a selective embedment mechanism is used to enhance the image quality. According to the experimental results, the proposed method achieved the highest payload while maintaining the lowest distortion for most standard test images, comparing to other existing histogram-shifting-based reversible data hiding techniques.</p

Aradeğerleme hatalarına dayalı bölgesel tabanlı uyarlanabilir tersinir görüntü damgalama

06.03.2018 tarihli ve 30352 sayılı Resmi Gazetede yayımlanan “Yükseköğretim Kanunu İle Bazı Kanun Ve Kanun Hükmünde Kararnamelerde Değişiklik Yapılması Hakkında Kanun” ile 18.06.2018 tarihli “Lisansüstü Tezlerin Elektronik Ortamda Toplanması, Düzenlenmesi ve Erişime Açılmasına İlişkin Yönerge” gereğince tam metin erişime açılmıştır.Bu tezde aradeğerleme hatalarının bölgesel tabanlı damgalandığı yeni bir tersinir görüntü damgalama yöntemi önerilmiştir. Piksellere ait tahmin değerlerinin elde edilmesinde, pikseller arasındaki uzamsal ilintinin etkin bir şekilde kullanıldığı aradağerleme yöntemi kullanılmıştır. Aradeğerleme işlemi ile elde edilen tahmin değerleri orijinal piksel değerlerinden çıkarılarak piksellere ait hata değerleri elde edilmiş, bu hata değerleri yeni bir yaklaşım ile damga eklemek için kullanılmıştır. Önerilen yöntem; aradağerleme hatalarının histogramında birden fazla hata değerinin damgalandığı bölgesel tabanlı yeni bir tersinir görüntü damgalama yöntemidir. Aradeğerleme hatası histogramı iki bölgeye ayrılarak her bölgeye ait parametrelerin iteratif olarak belirlenmesi ile hedefelenen kapasite değerine daha hassas bir şekilde ulaşılması sağlanmış, böylece damgalanmış görüntü üzerindeki bozunum azaltılmıştır. Bu yeni yöntemde, aradeğerleme hatalarının damgalanmasında daha verimli sonuçların elde edilebilmesi için, uyarlanabilir bir yaklaşım ile hangi piksellerin bir bit hangilerinin birden fazla bit ile damgalanacağına karar verilmektedir. Bu yaklaşım damgalanacak piksellere yer açmak amacıyla ötelenen piksellerin azaltılmasını sağlayan piksel seçme işlemi ile daha da verimli hale getirilmiştir. Önerilen yöntemin, literatürde sıklıkla kullanılan damgalama yöntemlerinden kapasite ve bozunum performansı açısından daha iyi sonuçlar verdiği bilgisayar benzetimleri ile gösterilmiştir.In this thesis, a new reversible image watermarking method is proposed, in which interpolation errors are watermarked in a region based manner. In order to obtain prediction values of the pixels, interpolation method which exploit the spatial correlation of image pixels effectively is used. Prediction error value of a pixel is obtained by calculating differences between the original pixels and the prediction values obtained by the interpolation process. These error values is used to add watermark with a new approach. Proposed method; is a new region-based reversible image watermarking method where more than one error value is watermarked in the histogram of the interpolation errors. The interpolation error histogram is divided into two regions and the parameters related to each region are iteratively determined so that the target capacity value can be reached more precisely. Thereby, distortion on watermarked image is reduced. In this new method, for the sake of efficiency, while interpolation errors are watermarked, it is decided with an adaptive approach which pixels are to be watermarked with one bit, and which pixels are watermarked with more than one bit. This approach has been made even more efficient by pixel selection, which reduces the pixels that are shifted to make room for the watermarked pixels. The superiority of the proposed method in terms of capacity and distortion performance over other methods commonly used in the literature is showed by computer simulations