[發明專利]一種基于感知哈希和數據增強的醫學圖像數字水印方法

有效

• 申請號: 202110350359.1
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113160029B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 李京兵;方陽修;劉婧;陳延偉
• 申請（專利權）人: 海南大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00;G06V10/46;G06F21/62;G06F21/60
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 巴翠昆

本申請公開了一種基于感知哈希和數據增強的醫學圖像數字水印方法，包括：對原始醫學圖像分別進行DCT變換和SIFT?DCT變換的特征提取，并利用感知哈希建立原始醫學圖像的特征數據集；對原始水印進行Logistic混沌加密，嵌入水印信息且獲取邏輯密鑰集；同理建立待測醫學圖像的特征數據集；將待測醫學圖像的特征數據集和邏輯密鑰集進行異或運算，提取出加密水印并進行解密，得到還原水印；將原始水印和還原水印進行歸一化相關系數計算，確定原始醫學圖像的所有權和讀取嵌入的水印信息。上述方法通過將數據增強、感知哈希、密碼學和零水印技術結合，語義保持性較好，在常規攻擊和幾何攻擊方面均表現出較好的魯棒性和不可見性。

技術領域

本發明涉及多媒體信號處理領域，特別是涉及一種基于感知哈希和數據增強的醫學圖像數字水印方法。

背景技術

隨著信息化技術的高速發展，智能醫學和遠程診斷技術日趨成熟，醫療診斷已經開始活躍在“云端”，再加上網絡技術的日益完善，“云端”診斷后的醫療信息(病人的一些諸如姓名、性別、年齡、診斷報告、醫學診斷圖等包含病人隱私的信息)將會通過網絡傳播與交流，在未來的日子將會愈加便捷與便利，然而隨之而來的便是信息的隨意篡改、泄露、復制等問題，這些問題的背后便是一系列對于信息安全、版權問題、隱私泄露的深深擔憂。并且醫學圖像數據具有獨有的特點，醫學圖像是醫務人員對病患的病情進行了解和診斷的一個重要信息來源，因此，業界對用于醫學診斷的醫學數據的質量要求非常嚴格，一般不允許對醫學數據做任何修改和調整，另外醫學圖像的獲取往往要付出很大的代價，臨床上普通的一次CT、MRI、PET的檢查費用都要上百，甚至近千元。因此，任何可能對醫學圖像造成損失的操作都是不可取的，而數字零水印技術的誕生正好彌補了這個缺口。

數字零水印技術作為一種新的安全手段，可以對信息化的產物進行安全認證和版權保護，對于現如今的醫療資源的所有權的保護、認定、連帶利益和責任的控制和保護有著得天獨厚的優勢，可以高效防止非法用戶截取、篡改和非法拷貝醫學圖像，這使得醫學圖像在防偽領域上的應用深度和廣度都有了很大的提高。并且零水印更加可以很好地保護醫學圖像不被破壞。

但是，現如今的零水印算法，有的對幾何攻擊魯棒性好，有的對傳統攻擊魯棒性好，卻不能同時兼顧二者攻擊，因為傳統攻擊和幾何攻擊所攻擊的位置，攻擊特性完全不同，很少能有某個特定零水印算法，能同時很好的抵抗住兩種類型的攻擊。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于感知哈希和數據增強的醫學圖像數字水印方法，可以在常規攻擊和幾何攻擊方面均表現出較好的魯棒性和不可見性，很好地保護病人的隱私信息。其具體方案如下：

一種基于感知哈希和數據增強的醫學圖像數字水印方法，包括：

對原始醫學圖像分別進行DCT變換和SIFT-DCT變換的特征提取，獲得所述原始醫學圖像的數據增強特征集；

將所述原始醫學圖像的數據增強特征集利用感知哈希分別對應生成所述原始醫學圖像的特征二值序列并建立所述原始醫學圖像的特征數據集；

對原始水印進行Logistic混沌加密，得到加密后的混沌置亂水印，并將所述原始醫學圖像的特征數據集和所述混沌置亂水印進行逐位異或運算，獲取邏輯密鑰集且嵌入水印信息；

對待測醫學圖像分別進行DCT變換和SIFT-DCT變換的特征提取，獲得所述待測醫學圖像的數據增強特征集；

將所述待測醫學圖像的數據增強特征集利用感知哈希分別對應生成所述待測醫學圖像的特征二值序列并建立所述待測醫學圖像的特征數據集；

將所述待測醫學圖像的特征數據集和所述邏輯密鑰集進行異或運算，提取出加密水印，并對提取的所述加密水印進行解密，得到還原水印；

將所述原始水印和所述還原水印進行歸一化相關系數計算，確定所述原始醫學圖像的所有權和讀取嵌入的水印信息。