基于三维变换域医用体数据鲁棒数字水印算法研究

In Hainan, the International tourism island is under construction. These people, who are the foreign tourists and the elderly called migratory birds, need high-quality medical. With the historical reasons, there is a lower level of medical diagnostics in Hainan province. Telemedicine is effective to solve this problem. How to ensure the security of patient's private information when it is transmitted on the Internet is a big issue. .Utilizing the invisibility and robustness properties of watermarks, patient information, doctor diagnosis and Electronic Patient Records can be embedded in the medical images as hidden watermarks. However, there are two difficult things to be solved, which is robustness and high capacity for watermarking. . In this project, using 3D transform, a strong feature vector, which is robust to common and geometrical attacks, is extracted. Combining the feature vector, hash function, the third part with zero watermarking, the robust algorithm is proposed. We propose some watermarking algorithm under 3D DCT, 3D DFT, 3D DWT and so on, and compare different algorithms and do some theoretical analysis. .Finally, we design a telemedicine test platform based on medical image digital watermarking to validate these algorithms.

海南正在进行国际旅游岛建设，中外游客和候鸟老人对医疗的需求日益加大。由于历史原因海南的医疗诊断水平较低，远程医疗是解决这一难题的有效手段之一，但如何保证三维医用体数据在网上传输时的安全，这一问题随着网络的普及日益严重。通过水印技术可以将病人重要信息和其电子病历隐藏在医用体数据中，从而保证个人隐私信息在互联网传输时不被泄露。但目前三维医用体数据数字水印技术有两个难以解决的问题，一是鲁棒性;二是如何在宿主图像中嵌入大容量的信息。本项目通过在医用体数据的三维变换域中，提取出抗常规和几何攻击的鲁棒特征向量，将该特征向量与要嵌入的水印信息相关联，利用哈希函数、第三方概念和零水印等技术进行水印的嵌入与提取,设计的水印算法有较强的鲁棒性。并对基于3D DCT、3D DFT、3D DWT等不同的算法进行比较和理论分析。同时搭建基于医学图像数字水印的远程医疗测试平台，对水印算法进行验证。

随着海南中外游客和候鸟老人对医疗需求的日益加大，远程医疗以及医疗数据的共享日益变得普及。那么如何保护病人个人隐私变得越来越重要。通过水印技术可以将病人的重要个人信息隐藏在医学图像中,从而保证个人隐私信息在互联网传输和云存储时不被泄露。本课题研究了基于三维变换域抗几何攻击医用体数据数字水印算法。具体是先通过对医用体数据的三维变换，提取出抗常规和几何攻击的鲁棒特征向量，然后将该特征向量与要嵌入的水印相关联，利用哈希函数、第三方概念进行水印的嵌入与提取,该水印是零水印技术。通过实验证明，该水印算法有较强的鲁棒性。除了基于3D-DCT变换，本课题还实现了基于三维DFT、DWT、DWT-DCT、DWT-DFT、PCA的医用体数据的鲁棒水印算法研究。并且对不同的变换域的水印算法的鲁棒性进行了分析和比较。搭建了医用体数据鲁棒水印算法的测试平台。利用特征提取的方法，我们还把该方法用于二维的纹理防伪标签的自动识别; 也可以将该种提取特征的方法用于大数据环境下的人脸识别，通过实验证明，该算法有较好的抗常规和几何攻击能力。本项目共申请了20余项国家发明专利，出版3部专著，发表30余篇学术论文，其中SCI检索论文2篇，EI检索论文28篇。本项目培养已毕业博士研究生1名，硕士研究生9名，在读博士研究生2名，在读硕士研究生4名。相关研究内容在2016年12月和2013年1月两次获得海南省科技进步二等奖。