47852字硕士毕业论文毕业论文:数字水印对医学图像版权支持的分析

论文类型：硕士毕业论文

论文字数：47852字

论点：水印,数字,信息

论文概述：

研究了基于CRT和非感兴趣区域的余弦域水印算法。研究了余弦变换域不同区域的能量分布特点,以及与人眼视觉系统的敏感程度。为了提高算法抗压缩的能力,研究了 JPEG压缩相关理论知识

论文正文：

第一章导言

1.1主题来源

本课题来源于湖南省区域医疗信息共享与协同服务示范平台子项目(项目编号:2010TP1001)“区域医疗信息共享与协同服务信息安全技术研究”。该项目主要基于中南大学。它是由长株潭地区的省、市、县三级医疗卫生机构联合建设的，围绕数字医疗信息资源的共享和协同服务提供科技支持。

1.2研究背景和意义

医疗资源分布不均，极大地阻碍了当前卫生事业的发展。一方面，大型城市医院积累了大量优秀的医务人员和高科技医疗设备，能够提供先进完善的诊疗服务。另一方面，由于专业人才匮乏、功能不全、服务质量低下，基层医疗机构在激烈的市场竞争中日益边缘化。政府把卫生信息化建设作为确保居民平等获得基本公共卫生服务的需要，也是优化资源、提高服务效率、降低成本和医疗费用的需要。该项目旨在优化整合湖南省医疗资源，实现跨机构医疗信息交流、共享和协同服务。数字信息系统在当今医疗卫生行业中的作用日益突出。医院信息系统包括辅助教学系统、图像存档与通信系统(PACS)等。随着这些信息系统的应用，诸如电子病历和患者医学图像的诊断和治疗信息可以在医院的各个诊断部门之间快速方便地传输。成像技术如计算机断层扫描(CT)、超声波(US)和磁共振成像(磁共振成像，MRI)以数字方式存储采集的生理信息，取代了原来的胶片存储方法。数字医学信息通过医学信息共享平台提供协作服务，实现远程医学诊断服务，也方便医学影像在教学和科研中的应用和研究。

在享受医疗信息共享平台带来的便利和巨大利益的同时，信息共享平台也面临着相当大的安全挑战。当数字医学信息在公共网络中传输时，存在诸如数据包丢失、非法用户拦截、篡改以及未经授权复制和分发医学图像数据等风险。这可能导致患者隐私的泄露、篡改医学图像造成的误诊以及医学图像的版权纠纷。因此，验证共享数字信息的真实性和完整性，保护患者隐私信息和医学图像版权尤为重要。在医疗信息共享与协同服务平台的建设中，提高平台数据传输的安全性已成为一个迫切的问题。

第二章数字水印技术及其在医学图像中的应用

随着信息技术的飞速发展，迫切需要将数字水印技术应用于数字医学图像的安全传输机制。然而，传统的水印算法如空域最低有效位算法和双集频率扩频水印算法大多是针对普通多媒体数据的。传统的水印算法往往更注重水印信息的隐藏以及解码端的有效检测和提取。然而，没有必要注意嵌入水印信息引起的数字作品的轻微质量下降。因此，本章首先介绍了医学图像对图像质量严格要求的特点，然后介绍了基于感兴趣区域划分的水印技术和可逆水印技术。最后，给出了水印技术在医学图像中可能的应用场景。

2.1数字水印技术介绍

数字水印(Digital watermarking)是将图像标记、序列号、文本等有意义的信息以隐藏的方式写入数字作品中，而不会尽可能引起人类生理视觉或听觉感知。从而达到数字作品真实性识别、完整性认证、版权保护和秘密传播的目的。水印技术需要对数字作品进行必要的修改来完成信息嵌入。需要指出的是，大多数水印算法在水印嵌入完成后会对图像造成永久性失真，即原始数字作品无法通过相应的逆运算恢复。这也意味着如果原始数字作品没有被存储，在水印信息的许多嵌入和提取操作之后，将获得“恶化”的版本。尤其是在处理医学图像等敏感图像时，水印嵌入造成的失真可能会导致医学图像失去其原始使用价值。当医生诊断医学图像时，他们需要确定是否存在某种病理症状。为了对患者的健康负责并保护自己免受医疗事故纠纷，医生不会容忍他使用的诊断图像是与原始图像有些不同的版本，尤其是该图像的失真位于最能反映患者病理信息的焦点区域。

2.2医学图像的特点和发展现状

数字水印技术应用于医学图像。如果解码端在提取水印信息后不能获得高质量的医学图像，并使用失真图像进行疾病诊断，一旦发生医疗事故，就会引发法律纠纷。格雷等人对乳腺肿瘤的x光诊断图像进行了研究和分析，以探索在不影响医生诊断的情况下，不同部位信息丢失的可容忍程度。然而，人体不同编织部位所允许的信息丢失程度是不同的。具体对应不同的组织，没有法律认可的详细标准。

第一章导言1

1.1主题来源……1

1.2研究背景和意义1

1.3主要研究内容2

1.4内容结构3

第二章数字水印技术及其在医学图像中的应用4

2.1数字水印技术介绍................................4

2.2医学图像的特点和发展现状8

2.3医学图像相关水印技术研究……9

摘要

根据区域医学信息共享与协同服务示范平台的安全需求，研究了数字水印在医学图像版权保护中的应用。针对医学图像的不同应用场景，给出了不同的水印算法。防止未经授权非法复制或使用有价值的数字医学图像。为保护医学影像提供者的合法权益，鼓励更多有资质的大中型医疗机构积极加入区域医疗信息共享和协同服务示范平台，提供了可借鉴的技术保障。本文的主要工作如下:

1.简要说明了课题的来源和背景。介绍了数字水印技术。分析了医学图像不同于普通数字图像的特点，介绍了基于RONI的水印技术和可逆水印技术。对基于RONI的医学图像水印技术和可逆水印技术的中英文参考文献进行了分类和详细介绍。给出了数字水印在医学图像中的可能应用

2.研究了基于阴极射线管和非感兴趣区域的余弦域水印算法。研究余弦变换域不同区域的能量分布特征及其对人类视觉系统的敏感性。为了提高算法的抗压缩能力，研究了JPEG压缩的相关理论知识。为了提高算法的鲁棒性和透明性，根据各种因素选择合适的嵌入系数。另外，为了增强水印的抗攻击能力，对二值版权图像进行Arnold置乱变换。使得水印图像看起来杂乱且毫无意义。同时，结合中国剩余定理，调整频率系数嵌入水印。在解码端，接收者必须依靠正确的中国剩余定理中的素数对来提取水印信息，这大大提高了算法的安全性。实验结果表明，该算法具有良好的鲁棒性和透明性，可应用于教学、科研等场景中医学图像的版权保护。

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