[发明专利]基于PCT和3D-DCT的三维医学体数据鲁棒水印方法

说明书

本申请公开了一种基于PCT和3D‑DCT的三维医学体数据鲁棒水印方法，包括：对三维医学体数据进行切片，对各切片进行PCT变换，获得一维特征行向量；将各切片的一维特征行向量整合成三维特征矩阵；对三维特征矩阵进行3D‑DCT变换，得到变换系数矩阵；根据变换系数矩阵，获得三维医学体数据的视觉特征向量；将三维医学体数据的视觉特征向量和加密水印逐位进行异或运算，以将水印信息嵌入到三维医学体数据中。这样基于PCT矩和3D‑DCT变换得到反映医学数据特点的视觉特征向量，可以实现数字水印的抗几何攻击和常规攻击，满足医学领域中对医学数据质量的严格要求，具有很强的鲁棒性和不可见性，能保护医学体数据的数据安全。

技术领域

本发明涉及多媒体信号处理领域，特别是涉及一种基于PCT和3D-DCT的三维医学体数据鲁棒水印方法。

背景技术

随着信息技术的飞速发展，医学领域中比传统成像模式更加直观的三维成像技术也逐渐成熟，这使得医疗物联网中存储和传输的三维数据量日益增多。与之而来的是对这些医疗数据安全的保护问题，如何有效避免医疗数据在网络上遭受各种恶意攻击，而且由于医疗数据的特殊性，保护数据安全的同时还要兼顾严格的数据质量。

医生通常将患者的个人信息或诊断情况嵌入医学图像，而出于临床管理或转诊的目的，这些医疗数据会在医院或机构之间进行传输，为确保医疗数据的安全传输和存储，同时保护患者的隐私，将水印技术应用于医疗数据。三维体数据相较于二维图像，更加直观，利于医生观察图像所代表的组织或器官的健康状况，能够帮助医生进行术前规划、医患沟通和培训专业医疗人员，其往往会被执行旋转、缩放、平移等几何操作，如许多医生感兴趣的重要区域往往在体数据内部，这时医学体数据的旋转、剪切操作可以为诊疗提供更可靠的数据，用于更好的定量、定性分析。这就要求水印算法具有很好的抗几何攻击能力，才能更好的用于医疗数据保护。

而目前对于医学体数据的数字水印算法研究较少，对于抗几何攻击的医学体数据的零水印算法的研究成果更少。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于PCT和3D-DCT的三维医学体数据鲁棒水印方法，可以实现数字水印的抗几何攻击和常规攻击，具有很强的鲁棒性和不可见性，能保护医学体数据的数据安全。其具体方案如下：

一种基于PCT和3D-DCT的三维医学体数据鲁棒水印方法，包括：

对三维医学体数据进行切片，对各切片进行PCT变换，获得各切片的一维特征行向量；

将各切片的一维特征行向量整合成所述三维医学体数据的三维特征矩阵；

对所述三维医学体数据的三维特征矩阵进行3D-DCT变换，得到所述三维医学体数据的变换系数矩阵；

根据所述三维医学体数据的变换系数矩阵，获得所述三维医学体数据的视觉特征向量；

将所述三维医学体数据的视觉特征向量和加密水印逐位进行异或运算，以将水印信息嵌入到所述三维医学体数据中。

优选地，在本发明实施例提供的上述基于PCT和3D-DCT的三维医学体数据鲁棒水印方法中，根据所述三维医学体数据的变换系数矩阵，获得所述三维医学体数据的视觉特征向量，包括：

根据所述三维医学体数据的变换系数矩阵，选取所述三维医学体数据的变换系数；

对所述三维医学体数据的变换系数进行感知哈希，获得所述三维医学体数据的视觉特征向量。

优选地，在本发明实施例提供的上述基于PCT和3D-DCT的三维医学体数据鲁棒水印方法中，根据所述三维医学体数据的变换系数矩阵，选取所述三维医学体数据的变换系数，包括：

在所述三维医学体数据的变换系数矩阵的低频系数部分中，选取一个4×2×4的矩阵得到所述三维医学体数据的变换系数。