混沌加密算法在医学图像中的应用研究

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1、分类号TP751密级公开UDC621.3学位论文编号D-10617-308-(2016)-00007重庆邮电大学硕士学位论文中文题目混沌加密算法在医学图像中的应用研究英文题目ReasearchontheApplicationofChaoticEncryptionAlgorithmforMedicalImage学号S130501007姓名谭海燕学位类别工学硕士学科专业生物医学工程指导教师王伟副教授完成日期2016年4月12日重庆邮电大学硕士学位论文摘要摘要随着符合DICOM标准的数字化医学影像设备普及，基于互联网的医学影像远程诊断服务逐渐得到应用，

2、实现了不同区域医疗部门之间、医疗部门与病人之间、医疗专家与病人之间的医学图像共享。基于DICOM格式的医学图像文件包含个人隐私信息，共享过程中需做好数据的安全保密工作，避免泄露给病人带来的困扰。同时，医学图像作为医疗诊断的重要依据，网络共享过程中如果出现数据篡改情况，将有可能造成医疗事故。本文根据混沌密码学技术与离散小波分层的原理，提出了基于小波变换与多混沌组合加密的医学图像混合加密方案。该方案结合变换域（小波变换）和时域（混沌算法）两个方面进行图像加、解密算法设计，其核心步骤为：1.解析DICOM文件，提取出存在安全隐患或者需要被加密的属性数据

3、—医学图像信息数据，并在保证图像不失真的情况下对图像数据进行位数扩展；2.设定小波函数和混沌相关参数，按照多混沌加密模型确定多混沌图像加密矩阵，并对医学图像进行小波变换；重组变换系数为初始密文矩阵，并再采用多混沌加密矩阵加密初始密文矩阵得到图像数据的最终密文图像；3.完成密文图像到DICOM文件格式的封装，得到最终DICOM保密文件；4.对DICOM保密文件进行解密，得到解密文件。本文算法属于对称密钥加密，其解密是加密过程的逆过程。在MATLAB平台下，对课题提出的加密方案进行了对比分析实验。实验结果表明：本方案较单一混沌加密方案有更高的保密性，

4、克服了后者因短周期响应引起的低保密性问题；较多混沌加密方案有更优越的直方图均衡性、相关性和扩散性等算法评估参数，加密密文整体相关性更好。本文提出的医学图像混合加密方案，不仅能有效地加密DICOM图像信息，保证医学图像的安全，更具有抵抗攻击能力强、密钥空间大等优越特性。关键词：DICOM，混沌映射，小波变换，图像加密，算法评估I重庆邮电大学硕士学位论文AbstractAbstractMedicalimageisanimportantbasisformedicaldiagnosis,itmaynotonlydelaysthepatient'sbest

5、treatmentopportunitybutalsocausesmedicalaccidentsifthedatalossortemperintheprocessofmedicalimagetransmissionorsharing.Atthesametime,generalmedicalDICOMfilecontainsalargenumberofpersonalprivacyinformation,itwillbringtroubletothepatientifcausingthedisclosureofinformation,soencr

6、yptionofmedicalimageisnecessary.Inthispaper,combiningwiththeexistingimageencryptiontechnology,theimagedataencryptionschemeofDICOMfilebasedonwavelettransformandmultichaosisproposed.Thisschemecombinesthetransformdomain(wavelettransform)andthetimedomain(chaosalgorithm)todesignth

7、ealgorithmsoftheimageencryptionanddecryption.Andthecorestepsareasfollows:1.ParseDICOMfile,andextractinformationdataofthemedicalimagethatexistingsecurityrisksortheattributedataneedstobeencrypted.Expandthedataoftheimageonconditionthattheimageisnotdistorted.2.Setthewaveletfuncti

8、onandchaosrelatedparameters,anddeterminethechaoticimageencryptionmat