[发明专利]基于实分数傅里叶变换的医学影像零水印嵌入和提取方法

摘要

本发明一种基于实分数傅里叶变换的医学影像零水印嵌入和提取方法，属于信息安全和图像处理技术领域，本发明利用图像的自身特征来构造水印信息，而不是修改图像的这些特征，它能保证在水印的嵌入过程中原始图像信息不变，并且嵌入的信息量较大，符合了医学图像的真实性和可靠性的需求；本发明融合了实分数傅里叶变换理论，图像加密理论和零水印技术，在保证医学图像高保真特性的前提下，兼顾了水印的鲁棒性和安全性，算法简单快速，实现成本低廉，具有很强的实用价值。

主权项

一种基于实分数傅里叶变换的医学影像零水印嵌入和提取方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将预处理医学图像进行矩阵化处理，即获得该医学图像的像素矩阵，该矩阵的行数为图像像素点的行数，该矩阵的列数为图像像素点的列数，该矩阵的元素为像素点的像素值；步骤2、将水印图像进行矩阵化处理，即获得该水印图像的像素矩阵，该矩阵的行数为水印图像像素点的行数，该矩阵的列数为水印图像像素点的列数，该矩阵的元素为像素点的像素值；步骤3、对矩阵化处理后的医学图像和水印图像分别进行实分数傅里叶变换，获得各像素点的频域值，进而获得变换后的医学图像像素矩阵和变换后的水印图像像素矩阵；步骤4、将变换后的医学图像像素矩阵中的元素进行逐列扫描，获得一个一行多列的向量，该向量的列数为医学图像像素矩阵中元素的个数，将向量中的元素从小到大进行排序，并确定排序后的向量中元素在原向量中的位置，获得第一位置向量，将第一位置向量作为第一密钥储存；步骤5、将变换后的水印图像像素矩阵中的元素进行逐列扫描，获得一个一行多列的向量，该向量的列数为水印图像像素矩阵中元素的个数，将向量中的元素从小到大进行排序，并确定排序后的向量中元素在原向量中的位置，获得第二位置向量，将第二位置向量作为第二密钥储存；步骤6、确定水印图像排序后的向量中元素在医学图像排序后的向量中的位置，获得第三位置向量，将第三位置向量作为第三密钥储存，即完成零水印嵌入过程；步骤7、根据实际需求，当需要对水印图像进行提取时，将预处理医学图像进行矩阵化处理，即获得该医学图像的像素矩阵，该矩阵的行数为图像像素点的行数，该矩阵的列数为图像像素点的列数，该矩阵的元素为像素点的像素值；步骤8、提取所储存的所有密钥，对矩阵化处理后的医学图像进行实分数傅里叶变换，获得各像素点的频域值，进而获得变换后的医学图像像素矩阵；步骤9、将变换后的医学图像像素矩阵中的元素进行逐列扫描，获得一个一行多列的向量，该向量的列数为医学图像像素矩阵中元素的个数，将向量中的元素按照第一密钥进行排序，获得排序后的向量；步骤10、根据第三密钥，在排序后的向量中抽取获得水印图像排序后的向量；步骤11、根据第二密钥，将水印图像排序后向量中的元素进行反向排列，并将反向排列后的向量中元素恢复为矩阵形式；步骤12、对恢复后的水印图像矩阵进行实分数傅里叶逆变换，获得个像素点的时域值，变换后的矩阵即为原始水印图像像素矩阵，完成对嵌入水印图像的提取。