医学图象数字水印系统研究与实践

论文摘要

本文首先从信息保护的角度介绍了数字水印技术的特点、分类以及应用。然后对数字水印的重要分支——脆弱性数字水印技术进行深入研究,阐述其特性、要求以及目前的广泛采用的经典算法。医学图象较数字水印标准测试图纹理简单、灰度分布均匀,因此现有的脆弱水印技术并不完全适用于医学图象的完整性认证。本文结合医学图象的特点提出了基于伪随机矩阵医学图象的空域脆弱水印算法以及基于整数提升小波医学图象的脆弱水印算法。实验分析表明:这两种水印嵌入算法对于医学图象具有良好的主观视觉质量,而且能够精确地定位图象篡改区域。 同时,通过对JPEG2000中感兴趣区(Region Of Interest,ROI)编码和图象渐进传输(Progressive Image Transmission,PIT)编码的实验研究,提出了基于感兴趣区渐进式传输的编码方案,并结合该编码方案设计了适用于医学图象的脆弱水印原型系统,从而为医学图像的完整性认证提供了一种有效的解决方法。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• §1.1 课题提出的背景及研究意义
• §1.2 数字水印的历史及国内外发展现状
• §1.3 本文主要的研究工作及章节安排
• 第二章 数字水印基础理论
• §2.1 数字水印定义和基本特点
• §2.2 基本理论框架
• §2.3 数字水印的应用及分类
• §2.3.1 数字水印的应用
• §2.3.2 数字水印的分类
• §2.4 一般数字水印系统的基本要求
• §2.5 脆弱水印图像认证系统的要求
• §2.6 数字水印的不可感知性评价
• 第三章 基于伪随机矩阵的医学图象空域脆弱水印算法
• §3.1 引言
• §3.2 两个著名的空域脆弱水印算法
• §3.2.1 最低有效位方法（Least Significant Bit）
• §3.2.2 Yeung-Mintzer算法
• §3.2.3 块不相关水印技术
• §3.2.4 现有算法分析及其改进策略
• §3.3 一种基于伪随机矩阵的空域脆弱水印算法
• §3.3.1 伪随机矩阵的生成
• §3.3.2 水印嵌入
• §3.3.3 水印篡改检测及认证
• §3.3.4 实验结果
• §3.4 小结
• 第四章 基于提升整数小波的医学图象频域脆弱水印算法
• §4.1 引言
• §4.1.1 空域与变换域方法比较
• §4.1.2 DWT变换域与DCT变换域算法比较
• §4.2 小波分析理论基础
• §4.2.1 小波变换的定义及特点
• §4.2.2 连续小波变换（CWT）
• §4.2.3 离散小波变换（DWT）
• §4.2.4 二维小波变换应用于图像分析
• §4.3 混沌理论基础
• §4.3.1 混沌动力系统与混沌序列
• §4.3.2 二值混沌序列
• §4.4 现有小波脆弱水印算法分析
• §4.4.1 Swierczynski算法的局限性
• §4.4.2 Kundur算法的局限性
• §4.5 基于整数提升小波医学图象的频域脆弱水印算法
• §4.5.1 Haar整数小波的构造
• §4.5.2 水印的嵌入步骤
• §4.5.3 图像完整性认证步骤
• §4.5.4 实验结果
• §4.6 小结
• 第五章 基于JPEG2000标准的医学图象脆弱水印原型系统
• §5.1 引言
• §5.2 JPEG2000编解码的基本框架
• §5.3 JPEG2000新特性的部分实现
• §5.3.1 JPEG2000采用两种小波变换
• §5.3.2 分级编码和渐进传输
• §5.3.3 感兴趣区域编码
• §5.3.4 基于感兴趣区医学图像的渐进式传输
• §5.4 基于JPEG2000标准的医学图象脆弱水印原型系统
• 结束语
• 参考文献
• 致谢