ارائه روشی بازگشت پذیر برای ته نقش نگاری در تصاویر پزشکی

SUPERVISOR
Nader Karimi,Shadrokh Samavi
نادر کریمی (استاد راهنما) شادرخ سماوی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hamidreza Zarrabi
حمیدرضا ضرابی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Reversible Method for Watermarking in Medical Images
owadays, watermarking is used as one of the approaches for the management of medical information transmission. Existing watermarking methods for the medical application are Keyword Reversible Watermarking, ROI based watermarking, Blind watermarking, Integer wavelet transform, Prediction error expansion, CNN, Fully connected neural network
امروزه ته‌نقش‌نگاری به‌عنوان یکی از راهکارهای مدیریت انتقال اطلاعات پزشکی استفاده می‌شود. روش‌های ته‌نقش‌نگاری ارائه‌شده در کاربرد پزشکی به دو دسته­ی ته­نقش­نگاری بازگشت­پذیر و ته‌نقش‌نگاری بر اساس ناحیه‌ی مطلوب دسته‌بندی می‌شوند. در برخی از روش­های ته‌نقش‌نگاری بازگشت‌پذیر، اطلاعاتی درباره‌ی تخریب ایجادشده به‌عنوان اطلاعات جانبی همراه رسانه‌ی گنجانه ارسال می­شود. ارسال این اطلاعات جانبی سبب غیرکور شدن فرایند استخراج-بازسازی می‌شود. در تصویر پزشکی، ناحیه‌ی مطلوب حاوی اطلاعات مهم تشخیص پزشکی است. در روش‌های ته‌نقش‌نگاری بر اساس ناحیه‌ی مطلوب، ته‌نقش فقط درون نواحی غیر مطلوب جاسازی می‌شود تا اطلاعات پزشکی سالم بمانند. در برخی از روش‌ها، نقشه‌ی ناحیه‌ی مطلوب به دست آمده در فرایند جاسازی نیز به‌عنوان اطلاعات جانبی همراه تصویر گنجانه ارسال می­شود. ارسال اطلاعات جانبی یک عیب است و سبب غیرکور شدن فرایند استخراج می‌شود. هم‌چنین در تعدادی از روش‌های موجود، قابلیت بازسازی نواحی غیر مطلوب تخریب‌شده وجود ندارد. نقشه‌ی ناحیه‌ی مطلوب می‌تواند به‌عنوان یک کلید برای بهبود محرمانگی استفاده شود. در این پایان‌نامه دو روش ته‌نقش‌نگاری بازگشت‌پذیر و یک روش ته‌نقش‌نگاری بر اساس ناحیه­ی مطلوب در رسانه‌ی پزشکی پیشنهاد شده است. روش اول به‌صورت غیرکور برای ته‌نقش‌نگاری بازگشت‌پذیر در تصاویر پزشکی است که با استفاده از آن به‌طور هم‌زمان دو خصوصیت شفافیت و ظرفیت افزایش یافته است. ته‌نقش توسط دو مرحله، درون ضرایب تبدیل موجک صحیح جاسازی می­شود. با این رویه ممکن است تخریب ایجادشده به خاطر مرحله‌ی اول جاسازی توسط تخریب مرحله‌ی دوم جاسازی جبران شود. بنابراین پس از جاسازی دو بیت، تعدادی از پیکسل‌ها هیچ تخریبی نخواهند داشت و شفافیت تصویر گنجانه افزایش می­یابد. هم‌چنین هر ضریب قابلیت جاسازی دو بیت را دارد که سبب افزایش ظرفیت می‌شود. روش دوم به‌صورت غیرکور برای ته‌نقش‌نگاری بازگشت‌پذیر در ویدیوهای پزشکی است که با استفاده از آن خصوصیت شفافیت افزایش یافته است. ته‌نقش­نگاری توسط روش بسط خطای پیش­گویی موجود برای ته­نقش­نگاری بازگشت­پذیر تصاویر انجام می­شود. در این روش پیشنهادی، پیش­گوی خطی محلی تطبیق‌پذیر استفاده می‌شود و هر دو همبستگی مکانی و زمانی به‌طور هم‌زمان در پیش­گویی تأثیرگذار هستند. این رویه دقت پیش­­گویی را افزایش می­دهد و سبب افزایش شفافیت تصویر گنجانه می­شود. روش پیشنهادی سوم، به‌صورت کور برای ته‌نقش‌نگاری بر اساس ناحیه­ی مطلوب در تصاویر پزشکی است. فرایند جاسازی به‌صورت مرحله‌ای تکراری انجام می­شود تا نقشه­ی ناحیه­ی مطلوب به‌عنوان اطلاعات جانبی ارسال نشود. در فرایند استخراج، همان نقشه‌ی ناحیه‌ی مطلوب به‌دست‌آمده در فرایند جاسازی نیز بدون هیچ‌گونه اطلاعات اضافی به دست می‌آید. سپس ته‌نقش به‌صورت کور از نواحی غیر مطلوب استخراج می‌شود. شبکه­ی عصبی عمیق پیچشی یکسانی به‌عنوان شبکه‌ی بخش‌بندی ناحیه­ی مطلوب در دو فرایند جاسازی و استخراج استفاده شده است. در فرایند بازسازی، نواحی غیر مطلوب تخریب­شده تشخیص داده می­شوند و سپس اکثر نواحی غیر مطلوب به نزدیک‌ترین مقدار اصلی خود بازسازی می­شوند. از شبکه­­ی عصبی تماماً متصل چندلایه به‌عنوان تشخیص‌دهنده‌ی ناحیه‌ی غیر مطلوب تخریب‌شده، استفاده شده است. روش‌های پیشنهادی با بهترین روش‌های موجود، روی مجموعه داده­ی یکسان مقایسه شده­اند. نتایج تجربی برتری روش‌های پیشنهادی از نظر سه معیار شفافیت، ظرفیت و کوری را بیان نموده‌اند. واژه‌های کلیدی: 1- ته‌نقش‌نگاری بازگشت‌پذیر 2-ته‌نقش‌نگاری بر اساس ناحیه‌ی مطلوب 3-ته‌نقش‌نگاری کور 4-ته‌نقش‌نگاری غیرکور 5-تبدیل موجک صحیح 6-بسط خطای پیش­گویی 7-شبکه‌ی عصبی عمیق 8- شبکه‌ی عصبی پیچشی 9- شبکه‌ی عصبی تماماً متصل

ارتقاء امنیت وب با وف بومی