基于文本编码分割的医学影像文本水印算法

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1、2010年4月沈阳航空Ii、]k学院学报Apr．2010第27卷第2期。JournalofShenyangInstituteofAeronauticalEngineeringV01．27No．2文章编号：1007—1385(2010)02—0059—05基于文本编码分割的医学影像文本水印算法韩红斌张国栋(沈阳航空1：业学院计算机学院，辽宁沈阳110136)摘要：针对已有文本水印嵌入算法中所采用的二进制数据流描述文本水印时所表达的信息有限、水印容量较小的问题，提出了一种基于文本编码分割的医学影像文

2、本水印算法，通过二维离散小波变换对医学影像的不同层次进行分解，将编码分割处理后的文本水印嵌入到小波分解的三级低频部分，实现了文本水印的隐秘嵌入。实验结果表明，该算法町提高医学影像文本水印容量2—3倍。关键词：数据隐藏；文本水印；编码分割；医学影像中圈分类号：TP309．2文献标识码：A在临床中，医学信息因其私密性而受到严格保护。传统形式的医学病例记录信息在存储和传递过程中，常常会造成相关信息的泄密及丢失，引发患者权益损害等问题。同时，由于患者的病例记录信息与患者CT影像相互分离，患者病历记录信息

3、与患者CT影像不一致的问题时有发生，给诊断、治疗带来诸多麻烦，文本信息数字水印技术可较好地解决这一问题。文本信息数字水印技术是将患者病历记录信息嵌入到患者所属CT影像中，实现数据隐藏的同时可确保病历记录信息与患者CT影像的一致性。已有的文本信息数字水印算法一般是将患者的病例记录信息转换成二进制数据流，这类方法中每个中文字符需16位，英文字符需7位二进制数值表示。对于32X32大小的二进制图片，具有1024位二进制数据，仅能表示68个中文字符或146个英文字符，水印容量较小，极大限制了水印所能表达

4、的医学信息，不能满足当前大容量病历记录信息的隐秘传输。1文本信息数字水印研究现状最低有效位(LastSignificantBit，LSB)算法¨o收稿日期：2009—12—23基金项月：航空科学基金(项目编号：2008ZE54018)作者简介：韩红斌(1982一)，男，河北邯郸人，硕士研究牛，主要研究方向：医学影像处理；张国栋(1972一)，男，llJ东茌平人，副教授，主要研究方向：医学影像理解与分析，E—mail：zhanggd@syi一∞．edU．cn。通过使用伪随机数产生一个特定的密钥，再

5、利用密钥通过m序列发生器产生一个随机信号，随后按照一定的规则排列成一个二维二进制水印信号，通过对二维水印信号的处理，将二维水印信号的数据逐一叠加到原始图像相应象素值的最低位，实现文本信息隐秘嵌入。LSB算法具有水印容量大，水印不可见性好的特点。由于LSB算法嵌入的文本信息数据在原始象素值最低位，非法用户可以轻易的提取、移除水印。美国麻省理工学院媒体实验室的Bender等人提出Patchwork算法悼。在图像中随机选择N对像素(口i，bi)，任意两个象素点的差值是以0为中心的高斯分布。如果a；像素

6、的值增加1，同时bi值相应的减少1，则分布巾心改变，但整个影像保持亮度平均不变，从而达到隐藏lbit信息的目的，该算法的主要缺点是水印容量较小。王欣等人在文献[3]巾提出用6位二进制自定义表示54个英文字符和10个阿拉伯数字，通过二维离散余弦i元组算法实现病例信息隐藏，该算法的优点是水印数据安全性好并具自．较好的水印容量，缺点是仅仅局限于64个自定义字符，对中文文本信息处理具有局限性，水印容量有限。Roddguez—ColinRaal在文献[4]中提出将文本信息经Hoffman编码压缩、CR4加

7、密处理，转换成32X32的二进制水印图片，通过对影像从内到外螺旋式扫描处理，选取合适的像素值，实现文本信息水印的嵌入与提取，该算法可较好地保证影像质量和水印的不可见性，但由于采用二进制数据嵌入，水印容量有限。针对已有文本水印算法容量较小、嵌人信息60沈m航空工业学院学报第27卷隐秘性差等缺点，本文提出了一种基于文本编码分割的医学影像文本水印算法，算法首先对文本信息进行了编码分割处理，以提高水印容最；然后通过二维离散小波变换对医学影像的不同层次进行分解，将编码分割处理后的文本水印嵌入到小波分解的三

8、级低频部分，实现了文本水印的隐秘嵌入。2文本编码分割实现方法我们知道，英文字符段是以A—Z，a—z及特殊字符构成，A—Z的ASCII码值在65—90之间，a—z的ASCII码值在97—122之间，阿拉伯数字及特殊字符的ASCII码值最大为127，而汉字字符的ASCII码值大多在10000以上。若将字符的ASCII码值直接嵌入到影像中，会影响影像质量。冈此必须对文本信息的ASCII码值进行预处理，获取相对较小的数值表示，从而减小嵌入数据对影像质量的影响。文本信息编码分割预处理通过读取文本信息，获取