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医学图像零水印算法研究

作　者: 董春华
导　师: 李京兵
学　校: 海南大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 数字水印 医学图像 特征向量 鲁棒性 零水印
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


数字化给医疗信息带来存储、传输等便利的同时,其相应的信息安全问题也逐渐而来。与传统的图像相比,作为诊断依据的医学图像在公共网络传输时如果发生泄漏,不仅无法作为医疗事故判案的有力证据,更会侵害病患的隐私。现今的加密方法和访问控制已经很难满足医学图像的信息安全要求,寻求新的信息安全技术措施已迫在眉睫。数字水印技术将标志性数字信息嵌入到医学图像中,其特有的鲁棒性和安全性保证了在经历信息交流过程中的数据处理后,仍能完整可靠地提取水印标志,对医学图像的保护提供了有效的手段。这样不仅解决了在传输时发生的窃取、篡改等安全问题,还可以有效地控制在病历管理中诊疗报告与医学图像分开存贮时发生的错乱现象。本论文以医学图像作为研究对象,根据图像处理理论和水印技术的特性出发,通过统计、分析大量的实验数据,在变换域找到一个可以抵抗几何攻击的医学图像特征向量,再利用医学图像的特征向量进行水印的嵌入和提取。本论文的主要创新点如下：1.提出了一种基于DWT-DCT抗几何攻击医学图像的多水印方案。利用在变换域中得到的视觉特征向量,对医学图像进行多水印的嵌入。此方法不仅对常规攻击有很好的鲁棒性,并且还具有较强的抗几何攻击能力。方案实现了多水印的嵌入,有效地解决了多专家电子签名的问题。2.提出了一种基于DCT变换医学图像零水印加密算法。为了增强水印算法的安全,在水印图像嵌入之前采用混沌技术进行预处理。该算法创新的使用了零水印概念,使嵌入的水印在不影响医学图像病灶区的前提下,有很强的鲁棒性。同时该算法是一种盲水印算法,水印的提取不需要原始医学图像。3.提出了一种三维医学图像水印算法。通过将医学图像重建为三维的医学体数据,在体数据中进行水印的嵌入与提取。因此,该算法不仅有效地解决了医学图像中三维可视化的难题,还起到了保护医学图像的安全功能。实验结果表明,该水印方案不仅有较强的抗常规攻击能力,而且对旋转、平移、缩放等几何攻击有很强的鲁棒性。嵌入的水印没有容量的限制,更不会影响重建后医学体数据,是一种零水印方式。本文的创新性的使用医学图像的特征向量来嵌入和提取水印。通过将零水印技术与特征向量提取、密码学和第三方概念等有机的结合起来,较好解决了医学图像水印技术的抗几何攻击、多水印的嵌入等难题,并实现了医学图像的可视化的问题。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
1 绪论  9-26
  1.1 课题研究背景和意义  9-10
  1.2 医学图像水印发展的历史及现状  10-16
  1.3 数字水印的理论  16-22
  1.4 目前医学图像水印技术的不足  22-23
  1.5 本论文的创新之处  23-24
  1.6 本文的主要研究工作和结构安排  24-26
2 医学图像数字水印  26-30
  2.1 医学图像数字水印的特点  26-27
  2.2 数字水印在医学图像的分类  27
  2.3 数字水印在医学图像中的用途  27-28
  2.4 医学图像水印的攻击类型  28-29
  2.5 本章小结  29-30
3 医学图像水印的数学理论  30-38
  3.1 离散傅里叶变换  30-31
  3.2 离散余弦变换  31-32
  3.3 小波变换  32-36
  3.4 混沌序列  36-37
  3.5 本章小结  37-38
4 抗几何攻击医学图像多水印算法研究  38-50
  4.1 引言  38
  4.2 理论基础  38-39
  4.3 医学图像的特征向量选取方法  39-42
  4.4 医学水印算法描述  42-43
  4.5 实验结果及分析  43-49
  4.6 本章小结  49-50
5 零水印医学图像加密算法研究  50-61
  5.1 引言  50
  5.2 理论基础  50-52
  5.3 医学图像的特征向量选取方法  52-54
  5.4 医学水印算法描述  54-57
  5.5 实验结果及分析  57-59
  5.6 本章小结  59-61
6 三维医学图像水印算法研究  61-75
  6.1 引言  61
  6.2 理论基础  61-63
  6.3 医学图像的特征向量选取方法  63-66
  6.4 医学水印算法描述  66-68
  6.5 实验结果及分析  68-74
  6.6 本章小结  74-75
7 总结与展望  75-77
  7.1 全文总结  75
  7.2 下一步工作展望  75-77
参考文献  77-85
硕士期间发表的论文  85-86
硕士期间申请的专利  86-87
致谢  87

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 一般性问题 > 安全保密 > 加密与解密
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