[发明专利]一种基于多纹理度划分的医学图像可逆信息隐藏方法

说明书

本发明涉及一种基于多纹理度划分的医学图像可逆信息隐藏方法，解决了暂无针对医学图像特性进行可逆信息隐藏的缺陷。本发明包括以下步骤：原始图像的获取，获取待处理的原始医学图像；嵌入过程，对原始医学图像进行直方图拉伸，区分出高纹理度等级像素和低纹理度等级像素，分别进行高纹理度等级信息、低纹理度等级信息、辅助信息的嵌入处理；载密图像的获得，通过嵌入过程获得处理后的载密图像。本发明实现不依赖嵌入率、具有高嵌入容量特性的对比度增强可逆信息隐藏方法。

技术领域

本发明涉及图像信息隐藏技术领域，具体来说是一种基于多纹理度划分的医学图像可逆信息隐藏方法。

背景技术

近年来，可逆信息隐藏受到了广泛的关注。可逆信息隐藏是向原载体中(如图像、视频)嵌入秘密信息，得到与原载体质量相同或者高于原载体视觉质量载密载体，然后解密方从载密载体中将秘密信息提取出来，并无损的恢复原始载体。简而言之，可逆信息隐藏就是将信息嵌入到载体中同时保证解密方能够提取出秘密信息并且无损恢复原始载体。可逆信息隐藏技术可以确保提取信息后无损恢复载体，该技术可用于军事、司法、医学等图像的认证或标注，在这些应用中图像很敏感，轻微的修改也是不允许的。尤其在医学图像中，可逆信息隐藏可用来保护病人隐私。目前，具有对比度增强效果的可逆信息隐藏算法是信息隐藏领域的一个研究热点方向，大多数的算法均是用来在数字图像中嵌入不可见数据。

当原始载体为图像时，信息的嵌入率和图像的失真率是衡量可逆信息隐藏方法的两个重要标准。然而，高嵌入率和低失真率二者相互矛盾，实现较高的嵌入率的同时会引起更大的图像失真，反之亦然。峰值信噪比(PSNR)是衡量图像失真的一个常用指标，目前大多数的可逆信息隐藏方法都以追求较高的峰值信噪比为目标。在嵌入过程中，图像会产生失真，因此，尽管通过这些方法能够实现较高的峰值信噪比，但是图像视觉质量并没有提高甚至变差，导致已有的相关算法受到嵌入率的影响，未能实现较好的对比度增强效果。

医学图像是一类比较特殊的图像，其细微的改变都有可能影响到医生的诊断，因此对于这类图像，图像的视觉质量往往比峰值信噪比要重要的多。提高医学图像的对比度能使得图像的细节部分得以显现，从而提高诊断的精准性。

传统的可逆信息方法是通过语义无损压缩实现的，将图像进行无损压缩以便为嵌入多余的数据提供空间。这种方法压缩的图像与原图像应保持高度相似，从而保证载密图像的图像质量。新兴的针对医学图像可逆信息隐藏方法是利用传统的分割方法将医学图像的前后背景分离开，前景为包含医学图像关键信息的部分，背景为灰度值较为单一的部分，然后对前景和背景分别处理。

目前，根据运用的载体类型可分为基于像素直方图以及基于预测误差直方图的具有对比度增强效果的可逆信息隐藏方法。基于像素直方图的对比度增强的可逆信息隐藏方法主要为实现对比度增强的可逆信息隐藏方法，由于医学图像的背景中含有大量灰度单一的像素点，选取像素直方图中像素个数最多的灰度值多轮信息嵌入，会首先增强背景像素点的对比度，但这对于提高关键信息的细节并没有帮助。基于预测误差直方图的对比度增强的可逆信息隐藏方法包括基于复杂区域对比度增强的可逆信息隐藏方法，其目的在于通过增强纹理区域的对比度来提高图像边缘部分的分辨率，并且同时实现可逆信息隐藏方法。然而该方法并非从灰度上进行操作，因此其对比度增强效果有限。

对于普通的医学图像来讲，包含关键信息的部分一般图像纹理度较高，另一部分纹理度较低，不包含任何关键信息。高纹理度等级的像素点构成了医学图像的关键部分，其中包含大量影响医生诊断的信息；低等级的像素点构成了医学图像灰度较为单一的部分，不包含图像的关键信息。

因此，如何针对医学图像的实际特点实现一种不依赖高嵌入率的可逆信息隐藏方法已经成为急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中暂无针对医学图像特性进行可逆信息隐藏的缺陷，提供一种基于多纹理度划分的医学图像可逆信息隐藏方法来解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：