[发明专利]基于信息熵更新密钥的感兴趣区域医学图像混沌加密方法

说明书

基于信息熵更新密钥的感兴趣区域医学图像混沌加密方法，涉及图像信息安全技术领域，解决现有医学图像加密技术加密效率低，无法抵抗已知明文和选择明文攻击的安全缺陷，本发明提出的基于信息熵更新密钥的感兴趣区域医学图像混沌加密解密方法，本发明利用小波变换对医学图像的感兴趣区域进行处理，实现了图像的频域加密。同时，使用超混沌系统来置乱扩散医学图像的感兴趣区域，从而实现图像在空间域的保护。此外，本发明设计信息熵密钥更新方法，使密钥不仅与混沌系统的参数有关，而且与明文图像有关，从而能够抵抗已知明文攻击或者选择明文攻击。

技术领域

本发明涉及图像信息安全技术领域，具体涉及一种基于信息熵密钥更新方法的感兴趣区域医学图像混沌加密解密方法。

背景技术

“互联网+”时代的不断发展，让各行各业都进入了信息化发展进程。在这样的时代背景下，为了满足不同地区不同人群的不同需求“互联网+医疗”应运而生。其为解决人们与日俱增的对医疗需求和医疗技术发展不平衡之间的矛盾，以互联网为载体利用日益更新的技术手段，实现了远程医疗、在线问诊和电子健康档案等多种模式的医疗服务。而与此同时这种模式的运营也带来了信息安全问题，面对互联网这种复杂的环境，电子医疗文档在远程传输时总会遇到信息泄露、被窃取、被修改等安全问题。而在信息传输中，医学图像由于其直观显示病人病情，包含信息内容丰富，在电子文档中占据了相当大的比重。为防止其他人通过技术手段非法获取病人信息，需要在信息在传输之前进行加密，以保障图像安全。然而，由于医学图像具有数据量大、格式复杂和相邻像素间的相关性强的特征，传统的加密方法，诸如DES，AES，IDEA，RSA等的加密性能存在着安全性差、效率低以及等缺点不适合医学图像加密。

混沌系统所具有的优良特性使其特别适合应用于加密，众学者利用混沌序列对医学图像进行混淆和扩散，实现保护图像信息的目的。与普通数字图像不同，医学图像具有较强的识别性，其通常由包含所有有用信息的感兴趣区域(ROI)和包含无关信息的背景区域组成，全局加密的方案加密效率较低。

发明内容

本发明为解决现有医学图像加密技术加密效率低，无法抵抗已知明文和选择明文攻击的安全缺陷，提供一种基于信息熵密钥更新方法的感兴趣区域医学图像混沌加密解密方法。

步骤一、选择M×N的灰度医学图像作为原始图像Pimg；

步骤二、将原始图像Pimg分为大小为n×n的图像块B_s，获得M×N/(n×n)个图像块，s＝1,2,3,...,M×N/(n×n)，其中n为用户根据需求所划分的图像块大小；

步骤三、计算步骤二所述图像块B_s内所有像素灰度值的平均值

步骤四、感兴趣区域判别，判别方法如下：

当平均值时，则图像块B_s为感兴趣区域ROIB_r，设置对应的第s个感兴趣区域标志位ROI_flag_s为1；

当平均值时，则该图像块B_s为非感兴趣区域RONI，设置对应的第s个感兴趣区域标志位ROI_flag_s为0；

其中t为感兴趣区域阈值，r为图像感兴趣区域编号，r＝1,2,…,sum(ROI_flag_s)；sum(ROI_flag_s)为Pimg中所有被判别为感兴趣区域的图像块的个数；

步骤五、将步骤四所述r个感兴趣区域ROIB_r进行矩阵重排，变形为长度为n×n的感兴趣区域序列SROIB_r；

步骤六、将步骤五获得的r个感兴趣区域序列SROIB_r按照从上向下的顺序组合成矩阵，获得大小为(n×n)×sum(ROI_flag_s)感兴趣区域矩阵ROI_M；