[发明专利]一种实用的基于斜填充曲线的医学图像混沌加密方法

说明书

本发明一种实用的基于斜填充曲线的医学图像混沌加密方法，包括以下步骤：获取待处理的医学图像；对医学图像进行一次预处理，得到预处理后的医学图像；基于预处理后的医学图像生成密钥，所述密钥基于混沌映射，得到混沌序列；预处理后的医学图像的像素值基于混沌序列进行扩散，得到半密文图像；对半密文图像进行二次预处理，得到预处理后的半密文图像；预处理后的半密文图像基于混沌序列，采用索引置乱和斜填充曲线置乱，得到加密后的图像，本方法提出的加密方案可以实现对有负值的医学图像进行加密，增加了该方法的实用性，在加密过程中将患者的身份证号码添加到密钥中，增加了该方法的密钥空间，本发明提出了斜填充曲线进行置乱，可以实现对图像的快速置乱。

技术领域

本发明属于医学图像处理技术领域，涉及一种实用的基于斜填充曲线的医学图像混沌加密方法。

背景技术

近年来，基于各种技术的医学图像加密算法被提出。尽管已经开发了许多的医学图像加密算法，但大多数的图像加密方案都不能加密有负像素值的图像，使其具有局限性；大多数的图像加密方案都不能加密有负值像素值的图像，毫无疑问这些加密算法并不实用。对于医学图像来说，DICOM是其主要存储格式，所以提出的加密方案应该可以加密DICOM格式的图像。因为大多数的加密算法都不能加密有负像素值的图像，而医学图像的存储方式大多数为DICOM格式，其中有负像素值的图像。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供本发明采用的技术方案是：一种实用的基于斜填充曲线的医学图像混沌加密方法，包括以下步骤：

获取待处理的医学图像；

对医学图像进行一次预处理，得到预处理后的医学图像；

基于预处理后的医学图像生成密钥，所述密钥基于混沌映射，得到混沌序列；

预处理后的医学图像的像素值基于混沌序列进行扩散，得到半密文图像；

对半密文图像进行二次预处理，得到预处理后的半密文图像；

预处理后的半密文图像基于混沌序列，采用索引置乱和斜填充曲线置乱，得到加密后的图像。

进一步地：所述对医学图像进行一次预处理，得到处理后的医学图像包括以下步骤：

首先对明文图像进行遍历，当明文图像的像素值有负值时，记flag＝0，否则flag＝1；

当flag＝0时，对于输入的图像的像素值进行判断，对于大于等于0的像素值，在新矩阵中记为1，对于像素值小于0的像素值，在新矩阵中记为0，遍历图像的所有像素值得到矩阵S，然后对明文图像的像素值进行正值处理得到图像P；

当flag＝1时，无需做处理，明文图像即为P。

进一步地：所述基于预处理后的医学图像生成密钥的过程如下：

所述预处理后的医学图像选用了hash算法512生成密钥；

将患者身份证号码和图像预处理得到的图像P的像素值映射到0-255之间作为SHA-512算法的输入，得到一串长度为146的十六进制密钥；

将146位将密钥转为二进制数字，一位十六进制数等于四位二进制数，故字符串长度变为584，将584位二进制分为两组然后进行异或操作，得到一串292位二进制数字，将分为4组，每组长度为73，即。

K＝K₁ K ₂K ₃K ₄ (1)

其中：K表示密钥，K₁，K₂，K₃和K₄为第一组密钥，第二组密钥，第三组密钥，第四组密钥。