基于加密医学图像的可逆信息隐藏算法研究-计算机应用研究.docVIP

基于加密医学图像的可逆信息隐藏算法 郑洪英，程惠惠 （重庆大学 计算机学院，重庆 400044） 摘要：为了提高信息嵌入率和实现完全可逆信息隐藏技术，结合医学图像数据量大和同色像素连续性高的特点，提出了一种基于加密域的可逆信息隐藏算法。首先预处理图像并构造头部信息(Head)，即通过边缘检测算法检测出边缘，使嵌入率达到最大，用行程编码(RLC)对边界部分作无损压缩留出空间存放数据，使信息隐藏算法完全可逆；然后使用混沌算法加密图像；最后通过替换最低有效位的方法将水印信息嵌入到加密图像中。通过理论分析和仿真实验表明，该算法具有较高的信息嵌入容量，并且有较好的不可见性，从相关系数、熵值、峰值信噪比等方面分析，都达到了较高水平。 关键字：医学图像；边缘检测；行程编码；混沌加密；信息隐藏；完全可逆性 中国分类号：TP309.2 Reversible data hiding algorithm based on encrypted medical images Zheng Hongying, Cheng Huihui (College of Computer Science, Chongqing University, Chongqing 400044, China) Abstract: In order to improve the information embedding rate and implement real reversibility of data hiding technology, combined with the characteristics of medical image (huge data and high continuity of same color pixels), this paper proposed a reversible data hiding algorithm based on encrypted medical images. At first, it preprocessed image and constructed header information (Head). The scheme obtained the maximum embedding rate using edge detection, and compressed boundary portion using run length coding (RLC) to vacate room. And it made the information hiding algorithm was reversible completely. Then encrypted the image using chaotic algorithm. Finally, it embedded watermark information in the encrypted image by replacing the least significant bits. The theoretical analysis and simulations show that the algorithm has high information embedding capacity and good invisibility, which reaches a high level in aspect of the correlation coefficient, the entropy value, peak signal to noise ratio. Key words: medical image; edge detection; run length coding; chaotic encryption; data hiding; complete reversibility 0 引言 近几年，计算机技术和通信技术的快速发展，推进了医疗系统的数字化进程。大量的医学信息以文本、图像、视频等形式在网络上传输和存储，使得医学信息的应用更加方便快捷，但是这些数字信息在互联网上传输和存储时，容易受到各种恶意攻击，存在安全隐患。图像加密算法可提供安全性保护，信息隐藏技术可以保护信息的完整性，而将加密和信息隐藏相结合的方法不但提供了安全性保护，而且提供了完整性保护，使得图像在传输的过程中更加安全。 黄伟琦、Dai、向涛等人[1-6]利用混沌映射、基于像素间的扰乱、改进的AES算法等对医学图像进行加密操作，从而实现了图像的安全性保护。蔡键等人[7]提出了一种基于小波变换的半脆弱水印算法，将水印信息嵌入明文图像的最低有效位。文献[