何义军
广元市旺苍县中医院 四川广元 628200
【摘 要】目的 探究医学信息的安全保存和传输在医院局域网以及分散式远程治疗中的重要作用。方法 根据数据嵌人时通过简单数据链路SDL成帧，在医院局域网上做测验，从嵌入数据的医学动态影像中抽取所嵌入的病人病历信息或者个人指纹资料；结果 原宿主视频可以进行无损恢复。结论 这种无损隐藏的方法在医学数据库的动态影像管理、安全保存和隐秘传递等方面的成效很高并且运用前景广阔。
【关键词】医学动态影像；无损隐藏；运用
随着现代医疗设备技术、网络与数据化技术的不断进步和发展，医疗领域中的远程治疗、远程手术和远程病患监测等方面也取得很大的成效，与此同时，个人病历信息、临床治疗的图像和视频资料的安全保存和隐藏传输也越来越受到人们的关注。目前，国内外众多学者以宿主信息为基础进行探究，通过仔细观察和检测那些人眼难以察觉的变化的信息，将这些信息当做宿主可改变矢量，建立了无损信息隐藏的方法。无损隐藏方法即把秘密资料提取出来后，原宿主信息可以完好地恢复运用，更加有效的地运用于医学图像和视频资料的秘密存储和秘密传输等医学项目。2003年，Luo等提出了一种无损信息隐藏办法，运用到医学动态图像中，能将病患个人病历信息隐藏存储在医学图像中，当进行临床诊断时只要提取病患的病历报告，就可以快速准确地恢复和使用以前的医学图像，2004年，Thodi等提出了通过图像像素之间相似性，嵌入秘密资料，有效地增加了可嵌入容量和嵌入资料后图像的PSNR值。2006年，Ni等学者创立了一种利用直方图调节的无损隐藏技术。
1、测验方法
1.1、系统概述
发送端信息处理主要针对的是还没有经过压缩的医学动态影像即AVI形式，由于视频在进行传递的过程中偶尔会发生帧丢失的问题，将视频的图像帧分成不同的组，每一组图像中都嵌入一样的信息，每帧图像分别定义为预留领域R和准备嵌入领域C，再计算即将嵌入区域C中象素的预估误差，然后在将嵌入C做出分类，分别是C1，C2，C3，把能够嵌入区域Cl类中的象素传输到信息嵌入领域。发送端信息处理的部分原理如图1所示：
把准备隐藏信息通过密钥进行加密之后，再将加密好的隐藏信息与预留区域象素的最低位信息组合生成待嵌入数据流。伪随机化以后，生成伪随机序列，运用SDL成帧。然后在进行分类后可嵌入区域Cl类的象素中分布嵌入信息，对嵌入区域C2类的象素做出调节，C3类区域的象素不发生丝毫改变。嵌入信息之后，数据帧图像再通过重新组合得出视频数据流，运用公共信息通道进行传输，接收端是发送端的反向过程。
1.2、医学动态影像中的无损隐藏
1.2.1、简单的数据链路SDL
为了保障数据精确有效提取和大容量嵌人信息，对嵌人数据通过简单数据链路SDL成 帧。SDL的帧JIEG构造如表1所示：
帧头包括长度指示Ll（16bit）和帧头长度的CRC（bit）的校对。Ll的校对占两个个字节，帧头CRC校对也占2个字节。FCS是可选，FCS表示的是对一切的净荷做CRC校验。
运用SDL成帧有以下几个优点：
（1）Ll域代表净荷的长度，便于接收端接收信息；
（2）帧头包含CRC校验字节可以进行对Ll的校验。还可以在运用CRC在接收端对不能无损嵌入信息的视频图像帧进行校验判断；
（3）数据帧能够运用多个字节同时并行处理，SDL成帧实现便捷，方便实时链路的运用；
（4）成本花费较低并且固定，对于隐藏数据数量的大小影响不大。
1.2.2、信息嵌入程序
在医学动态影像中，利用指纹图像或是以灰度图像储存的病患病历报告当做待隐藏数据，并将秘密图像划分成n块大小为64乘以64的子图像，也就是把视频的图像帧划分成n组，在各组图像中嵌入一样的子图像。
（l）在各个图像组的各帧图像中，头一行像素作为预留区域，其它区依据相应的判断方法依照从左至右，从上至下的步骤把各个像素分成C1、C2、C3类。
（2）设定大小为64乘以64的子图像当做待隐藏的数据经过密钥加密之后为M1，待保留区域R中各个像素的最低位数据组合成M2，将M1和M2集合以后，通过伪随机化得出（M1+M2）bit流。
（3）伪随机化后的（Ml+M2）bit流通过SDL成帧，得到成帧bit流M。
（4）关于C1类像素区域就按照嵌入算法计算顺序嵌入比特流M中相对应的：bit信息。
（5）关于C2类像素区域，用下面这个算式进行调整；C3类象素区域中的像素不发生变化。
称作C4区域。因为接收端不能分辨C4与 式C3区域的像素，所以需要用1比特信息当做标识信息，其中“1”代表嵌入或者调整之后符合C4区域像素，“0”代表C3区域像素，把 标识的信息嵌入到接下来可以嵌入区域像素中，如果发现可嵌入像素区域没有足够多的嵌 入标识信息的时候，那么就可以将这些标识信息的次序嵌入到预留区域R中的各个像素的最低位。
（7）各帧图像嵌入信息之后，然后通过视频数据恢复提取嵌有信息的视频宿主数据。
2、实验结果及分析
实验结果及分析的目的是为了检验以上测试方法的成效，对其步骤过程做出验证分析，进行检验的平台为Window XP下的Visual C+6.0和Matlab6.5软件，检验得出的结论表示无损隐藏运用效果比较好，下面给出一部分检验结论。检验的过程中设定检测的误差阈值T=3，移位参数值s=1，阈值参数T1=20，T2=5，T3=10，T4=50，T5=10，T6=5。实验所使用的医学动态影像都是未经压缩的AVI形式的动态超声心动图影像。
3、结论
这篇文章提出来一种以线性预测为基础的无损隐藏方法和其在医学动态影像中的运用，这种方法应用图像相邻像素之间的邻近性，采用线性预测模板和扩散嵌入信息的提取算法，可以有效地嵌入较大信息量数据。通过简单数据链路SDL成帧，能把病人的个人信息和指纹图像嵌入到医学动态影像中从而储存下来或者进行传输。接收端准确地接收所嵌入的信 息后，能通过无损隐藏的方法恢复以往的信息和视频。这种方法还在局域网上做了测验，并且取得了较为良好的结果。在医院数据库中运用时，能在数据库容量还没增加的状况下，在 医学动态影像中添加病患的个人病历说明、指纹验证资料等诸多信息，有效杜绝了医学信息 或同种病情的病人之间的信息混为一体，方便管理病患个人信息和医生的临床治疗诊断、远程操纵手术等项目，同时有效保证了医学动态影像的传输和安全储存。
参考文献：
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[3]谢于明，程义民，张玲等.无损隐藏在医学动态影像中的应用[J]，北京生物医学学报.（2007，第5期）
论文作者:何义军
论文发表刊物:《航空军医》2015年第2期供稿
论文发表时间:2015/9/22
标签：信息论文; 图像论文; 医学论文; 区域论文; 像素论文; 数据论文; 影像论文; 《航空军医》2015年第2期供稿论文;