[發明專利]一種實現自適應對比度增強的醫療圖像可逆信息隱藏方法

有效

• 申請號: 202010963923.2
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN112052854B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 高光勇;仝士堃;王玉祥
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G06V10/25
• 分類號: G06V10/25;G06T5/00;G06T5/40;G06T7/00;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/90;H04N1/32
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

本發明公開了一種實現自適應對比度增強的醫療圖像可逆信息隱藏方法，包括以下步驟：S1、將原始醫療圖像分割為感興趣區域和非感興趣區域；S2、對感興趣區域的像素集中比例進行判斷，如果像素集中比例高于規定的閾值，則對感興趣區域的直方圖先平移再灰度拓展；如果像素集中比例低于規定的閾值，則直接拓展整個感興趣區域的直方圖；S3、將秘密數據嵌入感興趣區域，同時增強對比度；S4、對非感興趣區域進行預處理，將秘密數據嵌入非感興趣區域；S5、生成嵌入信息后的載體圖像。本發明得到的增強圖像視覺質量更好，且嵌入容量相對更大。

技術領域

本發明屬于計算機圖像處理技術領域，具體涉及一種實現自適應對比度增強的醫療圖像可逆信息隱藏方法。

背景技術

隨著信息隱藏技術的飛速發展，可逆信息隱藏已經成為一個熱門的研究課題。可逆信息隱藏又稱無損數據隱藏，與傳統信息隱藏技術不同的是，可逆信息隱藏可以從隱藏信息后的載體圖像中提取秘密數據而不丟失數據。目前的很多算法都集中在減少圖像隱藏信息后的失真，沒有提出對比度增強的想法。著名的可逆信息隱藏方法是誤差擴展和直方圖平移方法，這些方法能夠完成秘密信息的可逆隱藏，但是不能增強圖像的視覺質量。因此同時實現圖像對比度增強與信息的可逆隱藏已經成為研究人員在過去幾年的研究主題。

為了解決上述問題，吳等人第一次提出了一種在信息的可逆隱藏的同時，使得圖像直方圖得到有效的均衡化，從而實現圖像的對比度增強的方法。這項開創性的工作影響了許多研究者開展該領域的實驗，并提出了在保持良好的視覺質量的同時擴大嵌入容量的幾種方法。Kim等人提出了一種基于中給出的算法實現自動對比度增強的方法。之后Kim等人又提出了另一種保持原始圖像整體亮度的對比度增強和可逆信息隱藏方法。

在有了圖像對比度增強和可逆信息隱藏技術結合后，由于醫療圖像普遍存在對比度較低的問題，同時醫療圖像也被認為在感興趣區域(ROI)有低對比度，且在非感興趣區域(NROI)有單色背景。因此，它們被認為是實施對比度增強和可逆信息隱藏的最佳對象。此外，如何有效保護病患的隱私也是醫學界的另一個熱門話題，所以醫學界迫切需要一種有效的保護患者隱私的方法，以防止黑客攻擊，因為黑客可能會竊取和修改患者的數字信息。在過去，許多算法都將可逆信息隱藏應用于醫學圖像。這些算法都主要追求更大的嵌入容量，并努力保持嵌入信息后的載體圖像與原始圖像之間的相似性。近年來，特別是自算法提出以來，研究人員發現了可逆信息隱藏技術在醫療圖像對比度增強中的應用。最近提出的幾種算法首先將原始醫療圖像劃分為感興趣區域(ROI)和非感興趣區域(NROI)，然后進行不同的直方圖修改來實現對比度增強。Yang提出的基于ROI的高容量可逆信息隱藏算法是一種基于醫療圖像ROI區域的可逆信息隱藏的醫療圖像對比度增強算法，該算法得到了不錯的增強效果和嵌入容量。

目前醫療界存在大量的醫療圖像，例如計算機斷層掃描圖像(CT)、核磁共振圖像(MR)等灰度圖像。這些圖像首先是單通道的灰度圖像，因此沒有彩色圖像那樣讓人眼可以明確區分圖像細節的效果。此外，由于灰度圖像的灰度值位于[0，255]區間，即一共256個階層，因此大部分醫療圖像都存在著灰度分布不均勻的問題，上述的兩個問題都導致了醫療圖像存在對比度較低的特點。

發明內容

本發明的針對現有技術中的不足，根據醫療圖像的圖像特征，基于醫療圖像的感興趣區域(ROI)，提出了一種實現自適應對比度增強的醫療圖像可逆信息隱藏方法，在向醫療圖像中嵌入秘密信息的同時，增強了醫療圖像的對比度。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種實現自適應對比度增強的醫療圖像可逆信息隱藏方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將原始醫療圖像分割為感興趣區域和非感興趣區域；

S2、對感興趣區域的像素集中比例進行判斷，如果像素集中比例高于規定的閾值，則對感興趣區域的直方圖先平移再灰度拓展；如果像素集中比例低于規定的閾值，則直接拓展整個感興趣區域的直方圖；

S3、將秘密數據嵌入感興趣區域，同時增強對比度；