面向醫(yī)學(xué)對象的無損數(shù)字水印系統(tǒng)的研究.pdf

1、在現(xiàn)代醫(yī)療保健系統(tǒng)中，數(shù)字信息系統(tǒng)發(fā)揮著越來越重要的作用。一方面，數(shù)字化的醫(yī)學(xué)信息便利了信息的存儲和傳輸；另一方面，這些敏感的醫(yī)學(xué)信息在公共網(wǎng)絡(luò)傳輸時，十分容易被截獲或篡改。增強醫(yī)療保健信息系統(tǒng)的安全性，已成為目前亟待解決的問題。 數(shù)字水印技術(shù)，是把水印信號直接嵌入到宿主信號本身，是一種可用于保護(hù)多媒體數(shù)據(jù)的新興技術(shù)。本論文研究了針對醫(yī)學(xué)圖像和生理信號的無損數(shù)字水印系統(tǒng)，內(nèi)容如下： 1)提出了一種基于信息壓縮的針對醫(yī)學(xué)圖

2、像的無損水印機制，可用于增強醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的安全性。該機制把水印信息隱藏在圖像的像素組的狀態(tài)中，通過壓縮像素組的狀態(tài)信息，以節(jié)約出空間來嵌入額外的水印信息。解碼器提取水印信息后能夠無失真地恢復(fù)原始圖像。利用該機制，對增強PACS系統(tǒng)的安全性進(jìn)行了研究： ①把電子病歷中病人的隱私信息加密后作為水印負(fù)荷的一部分來傳遞，增強了傳輸信道的私有性； ②計算原始圖像的數(shù)字簽名，將它作為水印負(fù)荷的一部分嵌入到圖像中，在接收端先提取出數(shù)字簽名

3、，將它與對恢復(fù)后的圖像重新計算的數(shù)字簽名進(jìn)行比較，可驗證圖像的完整性； ③把從電子病歷或DICOM文件頭提取出的標(biāo)識信息嵌入到圖像中，可實現(xiàn)對圖像的真實性認(rèn)證；結(jié)合指紋認(rèn)證系統(tǒng)，將指紋圖像的特征向量嵌入到醫(yī)學(xué)切片圖像中，進(jìn)一步增強了圖像的真實性認(rèn)證。 2)提出了一種基于區(qū)域的針對醫(yī)學(xué)圖像的無損水印機制，具有大的水印容量，引起的失真水平低，并且具有將嵌入水印引起的失真限制在感興趣區(qū)域之外的能力。該機制利用了圖像中相鄰像素之

4、問灰度值的相關(guān)性，通過對圖像中相鄰像素差值的擴展來嵌入信息。可以自動或采用人工交互的方式進(jìn)行嵌入?yún)^(qū)域的選取，使得水印嵌入能夠有意識地避開感興趣區(qū)域。多邊形嵌入?yún)^(qū)域的描述采用只記錄該多邊形頂點坐標(biāo)的方法，有效地提高了水印容量。 3)提出將篡改檢測和定位功能結(jié)合到基于區(qū)域的無損水印機制本身，而不是像傳統(tǒng)的做法那樣去引入一種基于分塊認(rèn)證的有損水印系統(tǒng)來實現(xiàn)上述功能。該機制通過將認(rèn)證區(qū)域的描述信息及認(rèn)證信息直接附加到水印負(fù)荷中，以實現(xiàn)篡