【正文】 不全面，所以研究開發(fā)更實用全面的算法，實現(xiàn)水印的抗攻擊能力全面且較強，是未來研究的重中之重。經(jīng)過實驗證明該水印嵌入算法可以在嵌入強度為基本不可見的情況下對一些通常的水印攻擊具有一定的魯棒性。 選用的濾波攻擊是高斯低通濾波，窗口選擇為 3 3,， 是濾波參數(shù) ?。 k2=randn(1,8)。但是，這些算法可以嵌入較多的數(shù)據(jù)，對視覺影響較小，隱蔽性較好，嵌入水印信號較健壯。 1,...,1,0 ?? N? ?)(uc?????MM21 12,10 ?????? Muu ??????NNvc21)( 12,10 ?????? Nvv 在二維離散余弦變換， x、 y 為空間域采樣值。由于 LSB方法是通過調(diào)整原始數(shù)據(jù)的最低位來隱藏信息，所以一般用戶對于隱藏的信息在視覺上很難察覺。基于數(shù)字水印技術(shù)的醫(yī)學(xué)圖像完整性控制是發(fā)展較為成熟的一個領(lǐng)域。 DICOM 標(biāo)準(zhǔn)對醫(yī)學(xué)圖像的安全保護進行了全面的規(guī)定。另外，醫(yī)學(xué)圖像的獲取往往代價相當(dāng)高，臨床上普通的一次 CT、 MRI、 PET 的檢查都要不菲的費用，這些設(shè)備的成本都十分昂貴?？陀^評價方法是用被測圖像偏離原始圖像的誤差來衡量被測圖像的質(zhì)量，其思想來源于數(shù)據(jù)傳輸過程中均方信噪比的思想 度量指標(biāo)中比較經(jīng)典的指標(biāo)是基于誤差的，表 列出了一些常用的基于誤差的失真度量方法，包括了均方差（ MSE)、信噪比（ SNR)、峰值信噪比（ PSNR）、圖像保真度（ IF）、歸一化系數(shù)（ NC）。攻擊方法包括濾波、壓縮、添加噪聲、圖像量化等。脆弱水印對任何變換或處理操作都非常敏感，主要用于完整性認(rèn)證等應(yīng)用中。 ② 魯棒性 數(shù)字水印的魯棒性主要是指含水印的數(shù)據(jù)在接受了一些無意或者刻意的處理后，包含的水印依舊保持完整且可以被準(zhǔn)確識別，換句話說就是具有魯棒性的水印是不能被輕易刪除活著修改的。 第二章 ，數(shù)字水印系統(tǒng)的基本理論和醫(yī)學(xué)數(shù)字水印技術(shù)的基本介紹，本章主要概述了數(shù)字水印的基本原理和醫(yī)學(xué)水印的基本內(nèi)容。且可利用變換后的相位信息嵌入水印。 （ 1）空域算法： 該類算法通常包括基于像素的水印和基于分塊的水印兩類。其中美國 Digimarc 公司于 1995 年就推出了具有專利權(quán)的水印制作技術(shù)，它是世界上第一個商用數(shù)字水印軟件，并在 和 中 得到應(yīng)用。 目前在多媒 體信息安全中常用的技術(shù)是數(shù)字簽名，它利用加密技術(shù)，是一種傳統(tǒng)的認(rèn)證及完整性保護方法。因此，醫(yī)療影像及數(shù)據(jù)信息在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中同樣會遭遇篡改、非法復(fù)制、版權(quán)保護等信息安全問題。這標(biāo)志著通過網(wǎng)絡(luò)進行遠程醫(yī)療診斷的數(shù)字化醫(yī)療時代已經(jīng)到來。 1996 年 5 月，在英國劍橋牛頓研究所召開了第一屆信息隱藏技術(shù)國際研討會 (International Information Hiding Workshop,IIHW)，接著 lEEE ICLP(Intgmational Conferenceon Image Processing)、 IEEE ICASSP(Intemational Conference On Acoustics,Speech and Signa|Processing)、 IEEE Transactions on ImagesProcessing,IEEEComputerGraphics and Its Application 等許多國際重要期刊都發(fā)表了大量的有關(guān)數(shù)字水印技術(shù)的論文。在不同算法中，水印容量分析相當(dāng)重要，因為這是應(yīng)用中首先需要明確的問題，目前結(jié)合信息論、通信理論。由于許多脆弱性水印系統(tǒng)要求能夠抵抗有損壓縮，這在變換域中更容易實現(xiàn)。 本論文的研究內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu) 本課題就是針對當(dāng)前水印技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，設(shè)計用于醫(yī)學(xué)圖像數(shù)字水印算法 ，并討論嵌入算法的性能。對魯棒的或易損的不可見性水印來說，這是最基本的要求?？梢娝t是因為嵌入的水印強度足夠大，能夠通過肉眼直接觀察出來的水印。 原 始 水 印 水 印 生 成 算 法 待 嵌 入 水 印生 成 密 鑰 圖 水印生成的一般模型 水 印 嵌 入算 法嵌 入 密 鑰待 嵌 入 水 印載 體 作 品含 水 印 載 體 作品水 印 檢 測算 法水 印 信 息密 鑰原 始 載 體圖 像 圖 水印的嵌入和提取過程 數(shù)字水印的攻擊方法 數(shù)字水印技術(shù)作為數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)保護和認(rèn)證的重要手段，必然會受到各種形式的攻擊，對數(shù)字水印系統(tǒng)的攻擊主要可分為以下幾類： （ 1） 穩(wěn)健性攻 擊 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 10 這類攻擊以減少或去除數(shù)字水印的存在為目的。主觀評價的方法是召集一批實驗觀察者，讓觀察者根據(jù)一些事先規(guī)定的評價尺度或者自己的經(jīng)驗，對測試圖像按視覺效果提出質(zhì)量判斷，并給出質(zhì)量分?jǐn)?shù)，按所有觀察者給出的分?jǐn)?shù)進行加權(quán)平均，所得的結(jié)果即為圖像的主觀質(zhì)量評價。 醫(yī)學(xué)圖像是醫(yī)生對患者的生理疾病信息獲取及診斷病情的一個重要依據(jù)，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，傳統(tǒng)上對于用于診斷的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的質(zhì)量要求非常嚴(yán)格，往往不允許對醫(yī) 學(xué)數(shù)據(jù)作任何改動。 醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通訊標(biāo)準(zhǔn) DICOM 中詳細(xì)定義了醫(yī)學(xué)影像及其相關(guān)信息的組成格式和交換方法，利用這個協(xié)議，人們可以在影像設(shè)備上建立一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)接口來完成影像數(shù)據(jù)的輸入 /輸出工作。 數(shù)字水印在醫(yī)學(xué)中的用途 通過歸納總結(jié)文獻資料，關(guān)于數(shù)字水印在醫(yī)學(xué)圖像中的應(yīng)用研究主要集中在一下幾個方面。 （ 3）如何優(yōu)化嵌入水印的算法。 數(shù)字圖像可以看作二元函數(shù)在 離散網(wǎng)格點處的采樣值，圖像內(nèi)容通常覺有某種程度的自相關(guān)性，即圖像局部的內(nèi)容往往變換不大，所以，對數(shù)字圖像進行離散余弦變換可以充分利用圖像的白相關(guān)性減少數(shù)據(jù)量，達到壓縮數(shù)字圖像的目的。在 JPEG 壓縮時，首先拋棄的就是 AC 分量中的高頻成分，因此，所有把水印信號嵌入中低頻部分的算法一般都具有較好的抗 JPEG 壓縮、抗縮放重采樣性。本次設(shè)計是基于二維 DCT 變換，而 RGB 是三維圖像，因此需要將圖片灰度化才能進行 DCT 變換，這也是此次設(shè)計的關(guān)鍵。gaussian39。在剪貼攻擊實驗山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 26 中，該算法同樣表現(xiàn)出了一定的魯棒性，同時對剪切部分還有一定的定位作用，這是因為在圖像中嵌入的信息是均勻嵌 入的，剪切必然會改變嵌入位置的值，經(jīng)過二維相關(guān)運算的結(jié)果必然會受到影響，從而達到了一定的定位作用。 但由于時間等的限制，以及本人學(xué)術(shù)水平有限，在未來工作中仍然存在一些需要改進的地方： （ 1） 實驗中雖然設(shè)置了密鑰，但都比較簡單，安全指數(shù)不是很高。 其次，我要感謝在方面都幫助過我的同學(xué)朋友，正是有了你們的幫助，我的畢業(yè)設(shè)計才能如整個畢業(yè)設(shè)計 期間，在各此順利的進行。由于圖像數(shù)字水印在數(shù)字水印方面具有典型的代表性，因此本文重點工作主要是針對圖像數(shù)字水印技術(shù)，尋找、探索新的、性能更好的、具有實用價值的水印嵌入算法。 表 加入不同強度高斯低通濾波后的實驗結(jié)果 高斯低通濾波 (窗口 3 3)? 相似度 NC 1 提取的水印 （ 3） 剪切攻擊 表 是經(jīng)過不同位置的剪切后，剪切的載體圖像以及提取的水印圖像。) 功能： MATLAB 中的 圖像 處理函數(shù)，即 block processing 的意思，對圖像進行分塊處理。 本文擬采用對原始圖像進行分塊 DCT 處理的方法，以增強水印系統(tǒng)的魯棒性和不可見性。N 的圖像矩陣則該圖像的二維 DCT 變換可由下式表示： FDCT=NNNMMM BIANM ????2 () 其中： ??????????，其他時)12(2c o s0,21,imMmiAm ? 其中 Mim,0 ?? NkknNnBk ???????????? ，其中其他時n0 ),12(2c o s0n,21, ? 方案設(shè)計 在實際的圖像壓縮中， DCT 變換的方塊尺寸 (即 MN 的大小 )的選擇與所要求的圖像質(zhì)量、壓縮比及實現(xiàn)的復(fù)雜度有關(guān)。 最早的基于分塊 DCT的一種數(shù)字水印技術(shù)方案是由一個密鑰隨機地選擇圖像的一些分塊，在頻域的中頻上稍稍改變一個三元組以隱藏二進制序列信息。為了達到比較好的檢索效率，設(shè)計這類數(shù)字水印時，要考慮到水印提取的速度。每一份診療報告都是來之不易的，特別是有的診療報告是專家會診的成果。所以只要在加入水印的時候不改變病灶區(qū)的內(nèi)容，將傳統(tǒng)有損數(shù)字水印技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)圖像就成為可能 。(1 歸一化系數(shù) ??? nm nmnmnm nm IIINC , ,2, , /39。 （ 3） 解釋攻擊 解釋攻擊中攻擊者設(shè)計出一種情況以阻止對所有權(quán)的斷言。在數(shù)字水印技術(shù)發(fā)展的進程中，出現(xiàn)較早的水印算法多是空間域的，是通過修改空間域中采樣點的幅度值來嵌入水印信息的，比如：最低有效位（ LSB）方法、拼湊（ Patchwork）方法等。對于有目的的攻擊，要具有抵抗力，使非授權(quán)用戶無法檢測和破壞水印。水印的嵌入在數(shù)字信號處理中可以看作是信號的疊加操作，相對而言，水印信息是弱信號，載體信息是強信號。載體的低頻信息反映了載體的主要輪廓，不應(yīng)有較大的失真，水印的嵌入將影響其不可見性。這類方法的主要思想是通過修改原始載體數(shù)據(jù)使得原始載體的某些統(tǒng)計特征發(fā)生變化，檢測時只需查看水印載體的統(tǒng)計特征即可。國家 863 計劃，國家自然科學(xué)基金等都對數(shù)字水印的研究有項目資金支持 ，充分反映了國家對該技術(shù)領(lǐng)域的重視。 數(shù)字 水印技術(shù)為解決這種信息安全提供了一種有效的手段，將標(biāo)志性的數(shù)字信息嵌入到醫(yī)學(xué)圖像中，其特有的魯棒性和安全性保證了在經(jīng)歷信息交流過程中的數(shù)據(jù)處理后，仍能完整可靠地提取水印標(biāo)志，從而起到鑒別內(nèi)容真?zhèn)?，保護病人個人信息等作用。 關(guān)鍵詞 ： 數(shù)字水?。浑x散余弦變換；峰值信噪比；歸一化系數(shù) 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 IV The Design on Digital Watermarking Algorithm of Medical Image ABSTRACT With the development of digital technology, traditional medicine images are saved, the distribution medium of film into digital images by CD, , medical imaging, and data transmission in the work will also encounter tampering, illegal copying, copyright protection and other information security protect the integrity of medical images and copyrights is a modern information security technologies need to be resolved. This paper focuses on copyright protection of medical images were studied. In this paper, bined with the existing classical watermarking algorithm, the discrete cosine transform (DCT) was studied by mathematical transformation of the monly used. DCT digital watermark algorithm is first the image is divided into 8 8 non overlaping pixels block, after block DCT transform, the frequency of DCT coefficient blocks, and then randomly selected some frequency block, to embed the watermark signal is controlled by the key choice of many of the DCT show that the algorithm satisfies the requirements of watermarking systems. Digital watermarking attack methods and evaluation criteria of digital watermarking paper also discussed in detail, in order to better evaluate the characteristics of watermarking algorithm. Keywords： Digital wate