基于插值误差扩展的可逆医学图像水印

【摘要】：计算机技术的发展和数字媒体的广泛应用推动了普及医学资料电子化管理的进程,使数字医学资料摆脱了距离的限制,在全世界都可以共享,为医学中需要远程连接的服务提供了便利。但是这些便利同时也会给作品带来版权侵犯和作品恶意篡改问题,如今网络上也充斥着大量的盗版作品,为了解决这些问题,数字水印由此出现,很大程度上解决了这些问题,世界上许多国家都使用水印来保护数字媒体的版权。现在,科技的发展也惠及了医学行业的数字化,医疗数字图像数量不断增加,地位也越来越重要。专家和医院之间在共享这些图像以获得更好、更准确的诊断的同时,还应该保护好患者的隐私,而且医学图像中包含的信息十分关键,嵌入水印时应尽可能不影响图像的质量,这使得可逆水印在医学图像的研究领域备受关注。可逆水印是一种将水印嵌入在载体图像以后,在接收端可以将水印序列的原始载体图像还原出来,并且原始图像不会受到损失,这一特点很适用于像医学图像一样精度要求高的图像。除了精度要求的不同,医学图像与其他的普通图像还有另一些差别,比如平滑区域而积大(无信息的黑色区域),但是图像中变化较大的区域包含着重要信息。本文针对医学图像这些特点开展可逆水印的研究,主要工作有:(1)本文提出了一种利用加法插值误差扩展技术的可逆水印嵌入算法,可以通过改变插值误差将水印信息嵌入到医学图像中。在这种方法中,我们对插值误差(插值与相应的像素之间的差)通过加法扩展或保持不变特定像素来嵌入水印位“1”或“0”。由于对像素的修改很微小,图像质量几乎没有受到什么影响。实验结果也表明,与现有技术方法相比,PSNR的高价值确保了感知完整性。(2)其次,本文还使用另一种插值误差扩展的方法将大容量水印嵌入载体医学图像的性能。原始医学图像被分割为不重叠的块,使用与上一方法中相同的方法来对图像进行插值,得到高分辨率图像,使用插值误差扩展技术无差别地对满足阈值范围的像素进行数据嵌入。在提取端,利用相同的插值图像即可进行数据的恢复,而没有任何附加信息。实验结果表明,与其他嵌入方法相比,该方法的确能大幅度地提高嵌入容量。