14632

13183

كارشناسي ارشد

معماري كامپيوتر

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1398

يازده، 102ص. : مصور، جدول، نمودار

شادرخ سماوي، نادر كريمي

محمدرضا احمدزاده، محمدعلي خسروي فرد

1398/02/29

كتابنامه

مهندسي كامپيوتر

مهندسي برق و كامپيوتر

1398/02/29

2536211

چکیده امروزه تهنقشنگاری بهعنوان یکی از راهکارهای مدیریت انتقال اطالعات 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 روش های تهنقشنگاری بازگشتپذیر اطالعاتی دربارهی تخریب ایجادشده بهعنوان اطالعات جانبی همراه رسانهی گنجانه ارسال میشود ارسال این اطالعات جانبی سبب غیرکور شدن فرایند استخراج بازسازی میشود در تصویر پزشکی ناحیهی مطلوب حاوی اطالعات مهم تشخیص پزشکی است در روشهای تهنقشنگاری بر اساس ناحیهی مطلوب تهنقش فقط درون نواحی غیر مطلوب جاسازی میشود تا اطالعات پزشکی سالم بمانند در برخی از روشها نقشهی ناحیهی مطلوب به دست آمده در فرایند جاسازی نیز بهعنوان اطالعات جانبی همراه تصویر گنجانه ارسال میشود ارسال اطالعات 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 اطالعات جانبی ارسال نشود در فرایند استخراج همان نقشهی ناحیهی مطلوب بهدستآمده در فرایند جاسازی نیز بدون هیچگونه اطالعات 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 تماما متصل چندالیه 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 8 تهنقشنگاری بازگشتپذیر 2 تهنقشنگاری بر اساس ناحیهی مطلوب 9 تهنقشنگاری کور 4 تهنقشنگاری غیرکور 5 تبدیل موجک صحیح 6 بسط خطای پیشگویی 7 شبکهی عصبی عمیق 1 شبکهی عصبی پیچشی 3 شبکهی عصبی تماما متصل

Reversible Method for Watermarking in Medical Images Hamidreza Zarrabi h zarabi@ec iut ac irSupervisor Dr Shadrokh Samavi samavi96@cc iut ac ir Dr Nader Karimi nader karimi@cc iut ac irAbstract Nowadays watermarking is used as one of the approaches for the management of medicalinformation transmission Existing watermarking methods for the medical application areclassified into reversible watermarking methods and Region of Interest ROI basedwatermarking techniques In the ROI based watermarking methods the watermark is embeddedonly into the Non region of Interest NROI to keep diagnostic information without distortion Some watermarking techniques send side information along with the watermarked image Thisside information is a disadvantage and makes the extraction process non blind In this thesis two reversible watermarking methods and one ROI based watermarking method for medicalmedia are proposed The first proposed method is a non blind reversible watermarking methodfor medical images The watermark is embedded into the integer wavelet transform IWT coefficients in two iterations The distortion of the second iteration compensates the deformationof the first iteration That way some coefficients have no distortion after two bit embedding and imperceptibility of the watermarked image is increased The second proposed method is anew non blind method for reversible watermarking in a medical video Watermarking is appliedusing the Prediction Error Expansion PEE method A linear local adaptive predictor is utilized and both spatial and temporal correlation simultaneously will affect in prediction This processdecreases the prediction error Therefore imperceptibility of the watermarked image isincreased The third proposed method is a new blind method for ROI based watermarking in amedical image The embedding process is done iteratively to do not send ROI map as sideinformation In the extraction process the same ROI map of embedding process attains and thewatermark is extracted from only NROI blindly The similar deep Convolutional NeuralNetwork CNN is used for segmentation of ROI in the embedding and extraction process Inthe recovery process distorted NROIs are detected and then NROIs are mostly recovered totheir original form A multi layer fully connected neural network is used for detection ofdistorted NROIs in the recovery process Proposed methods are compared with state of the arttechniques in the same dataset Experimental results determine the superiority of proposedmethods regarding imperceptibility capacity and blindness measures KeywordsReversible Watermarking ROI based watermarking Blind watermarking Integer wavelettransform Prediction error expansion CNN Fully connected neural network

شادرخ سماوي، نادر كريمي

محمدرضا احمدزاده، محمدعلي خسروي فرد