KR102099600B1 - 의료 이미지의 워터마크 삽입 방법 - Google Patents

의료 이미지의 워터마크 삽입 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102099600B1
KR102099600B1 KR1020180106937A KR20180106937A KR102099600B1 KR 102099600 B1 KR102099600 B1 KR 102099600B1 KR 1020180106937 A KR1020180106937 A KR 1020180106937A KR 20180106937 A KR20180106937 A KR 20180106937A KR 102099600 B1 KR102099600 B1 KR 102099600B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
watermark
image
medical image
security
generating
Prior art date
Application number
KR1020180106937A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200028629A (ko
Inventor
최언숙
Original Assignee
동명대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동명대학교산학협력단 filed Critical 동명대학교산학협력단
Priority to KR1020180106937A priority Critical patent/KR102099600B1/ko
Publication of KR20200028629A publication Critical patent/KR20200028629A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102099600B1 publication Critical patent/KR102099600B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T1/00—General purpose image data processing
    • G06T1/0021—Image watermarking
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/60—Protecting data
    • G06F21/62—Protecting access to data via a platform, e.g. using keys or access control rules

Abstract

본 발명은 의료 이미지에 웨이블릿변환을 수행하여 비트 평면으로 분해하는 제1단계(S10); 상기 비트 평면의 특정 부대역에 보안 로고를 격자 구조로 매핑하여 보안 이미지를 생성하는 제2단계(S20); 상기 보안 이미지를 랜덤치환(permutation)하여 워터마크 이미지를 생성하는 제3단계(S30); 상기 의료 이미지를 다수의 블랭크 블록과, 다수의 워터마크 삽입 블록으로 분할하는 제4단계(S40); 해쉬 함수의 입력값으로 상기 워터마크 삽입 블록의 면적, 가로 사이즈, 세로 사이즈를 통과시켜서 비트 스트림을 구하는 제5단계(S50); 상기 워터마크 이미지와 비트 스트림을 배타적 논리합(XOR)으로 연산하여 공개키를 생성하는 제6단계(S60); 및 상기 워터마크 삽입 블록을 초기화한 후, 상기 워터마크 이미지를 상기 비밀키로 암호화하여 상기 워터마크 삽입 블록에 삽입하는 제7단계(S70);를 포함하는 의료 이미지의 워터마크 삽입 방법에 관한 것이다.

Description

의료 이미지의 워터마크 삽입 방법{Inserting watermark Method of medical image}
본 발명은 의료 이미지의 불법 조작을 방지하기 위한 의료 이미지의 워터마크 삽입 방법에 관한 것이다.
최근 몇 년간의 과학의 발전으로 인해 여러 분야에서 디지털 멀티미디어 데이터(audio, image, video등)들이 만들어지고 활용되어 지고 있다. 이렇게 만들어진 멀티미디어 데이터들은 네트워크의 발달과 보급으로 인해 네트워크 환경을 통하여 데이터를 필요한 곳까지 쉽게 전송되고 있다. 보다 빠르고 쉽게 필요한 데이터를 얻을 수 있게 되면서 멀티미디어 표현물의 상업적 가치는 계속적으로 증가되고 있지만, 각종 멀티미디어 데이터들이 네트워크와 인터넷을 통해서 무단으로 분배, 복제되고 있는 실정이다. 디지털 데이터의 불법 복제 및 변조 등에 대한 문제의 발생과 함께 이를 해결하기 위한 연구의 필요성이 발생하게 되었으며, 이러한 문제를 해결하기 위해 최근에 디지털 데이터 내부에 정보를 은닉하여 멀티미디어 데이터의 저작권 보호(copyright protection) 및 정보의 손상을 방지하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이런 연구의 대표적인 예로서 디지털 데이터 내부에 정보를 은닉하여 확인할 수 있는 기술을 디지털 워터마킹 기법(Digital watermarking technique)이라 한다.
과학의 발전은 의료 분야에도 많은 변화를 초래하였다. 병원들은 대형 병원을 중심으로 컴퓨터와 같은 장비를 기반으로 한 신기술을 사용하여 수작업으로 업무를 처리했을 때보다 편리하고 신속하게 많은 환자에 대한 정보를 처리할 수 있게 되었다. 이로 인해 병원내에서 발생하는 기본적인 정보를 기반으로 한 처방전달 시스템(OCS: Order Communication System)과 방사선과의 의료 영상을 기반으로한 의료영상저장전달시스템 (PACS: Picture Archiving & Communication System)이 등장하였고, 이와 같은 시스템의 등장은 기존 병원 인프라에서는 요구되지 않았던 새로운 요구사항들을 야기시켰다. 즉, 위의 두 시스템은 기존 환경에서는 쉽게 할 수 없었던 원본의 복사, 변조, 삭제 등의 물리적인 변화가 디지털 환경으로 인해 가능하게 되었다. 또한 위의 시스템들은 네트워크 환경 아래서 동작 하기 때문에 디지털 환경에서의 문제뿐 아니라 다른 곳에서의 접근으로 인해 발생하는 해킹과 같은 위험에 노출되어있다. 그러나, 대부분 병환에서는 의료 정보의 보안에 대해서는 아직까지 무관심한 것이 현실이다.
이러한 의료 정보의 보안에 관한 기술로서, 한국등록특허 제0878579호의 디지털 영상 파일에 워터마크를 삽입하는 워터마킹 방법에 있어서, (a) 상기 디지털 영상 파일의 영상 프레임을 적어도 하나의 가로열과 적어도 하나의 세로열을 갖도록 분할하여 분할 프레임들을 형성하는 단계; (b) 상기 각 분할 프레임을 구성하는 픽셀 데이타에 대하여 소정의 워터마크 생성 알고리즘을 수행하여 단위 워터마크를 생성하는 단계; 및 (c) 상기 각 단위 워터마크들을 상기 디지털 영상 파일에 결합하는 단계를 포함하되, 상기 (a) 단계 이전에, 비밀키를 사용하여 영상 프레임에 대한 전체 워터마크를 생성하는 단계를 더 포함하며, 상기 (c) 단계에서 상기 전체 워터마크 및 상기 각 단위 워터마크를 상기 디지털 영상 파일에 결합하는 것을 특징으로 하는 것이 개시된 적이 있었다.
한국등록특허 제0878579호(2009.01.07)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 의료이미지에 삽입된 워터마크의 조작이 어려운 의료 이미지의 워터마크 삽입 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 의료 이미지의 워터마크 삽입 방법은 의료 이미지에 웨이블릿변환을 수행하여 비트 평면으로 분해하는 제1단계(S10); 상기 비트 평면의 특정 부대역에 보안 로고를 격자 구조로 매핑하여 보안 이미지를 생성하는 제2단계(S20); 상기 보안 이미지를 랜덤치환(permutation)하여 워터마크 이미지를 생성하는 제3단계(S30); 상기 의료 이미지를 다수의 블랭크 블록과, 다수의 워터마크 삽입 블록으로 분할하는 제4단계(S40); 해쉬 함수의 입력값으로 상기 워터마크 삽입 블록의 면적, 가로 사이즈, 세로 사이즈를 통과시켜서 비트 스트림을 구하는 제5단계(S50); 상기 워터마크 이미지와 비트 스트림을 배타적 논리합(XOR)으로 연산하여 공개키를 생성하는 제6단계(S60); 및 상기 워터마크 삽입 블록을 초기화한 후, 상기 워터마크 이미지를 상기 비밀키로 암호화하여 상기 워터마크 삽입 블록에 삽입하는 제7단계(S70);를 포함한다.
또한, 상기 제1단계(S10)는 상기 웨이블릿변환이 2단계 웨이블릿변환이며, 상기 제2단계(S20)는 상기 특정 부대역이 LL2이다.
또한, 상기 제7단계(S70)는 상기 워터마크 이미지를 상기 워터마크 삽입 블록의 하위 3비트 이내에 삽입한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 의료 이미지의 워터마크 삽입 방법은 의료이미지에 삽입된 워터마크의 조작이 어려운 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 의료 이미지의 워터마크 삽입 방법의 공정도.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 의료 이미지의 워터마크 삽입 방법은 마이컴에 내장된 제어 소프트웨어나 제어 서버에 의해 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 의료 이미지의 워터마크 삽입 방법의 공정도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 의료 이미지의 워터마크 삽입 방법은 제1단계(S10) 내지 제8단계로 구성되며, 의료 이미지에 암호키 코딩에 기반한 웨이블릿변환을 이용하여 워터마크 이미지를 삽입하는 것이다.
상기 제1단계(S10)는 의료 이미지에 웨이블릿변환을 수행하여 비트 평면으로 분해한다. 이 때, 상기 비트평면은 LL2, HL2, LH2, HH2, HL1, LH1, HH1 등의 웨이블릿 계수를 얻을 수 있으며, HH1 부대역이 제일 고주파 부대역이며, LL2 부대역이 제일 저주파 부대역이며, 상기 웨이블릿변환은 저주파 영역에 신호성분이 더 집중되어 있으므로 저주파 부대역의 역웨이블릿 변환으로도 이미지 복원을 하여도 원 이미지를 얻을 수 있다. 또한, 상기 웨이블릿변환은 2단계 웨이블릿변환으로 수행될 수 있다.
상기 제2단계(S20)는 상기 비트 평면의 특정 부대역에 보안 로고를 격자 구조로 매핑하여 보안 이미지를 생성한다. 이 때, 상기 제2단계(S20)는 서로 다른 다수의 보안 로고를 격자 구조로 매핑하여 보안 이미지로 생성할 수 있다.
상기 제3단계(S30)는 상기 보안 이미지를 랜덤치환(permutation)하여 워터마크 이미지를 생성한다. 이에 따라, 상기 워터마크 이미지는 랜덤잡음구조로 형성된다.
상기 제4단계(S40)는 상기 의료 이미지를 다수의 블랭크 블록과, 다수의 워터마크 삽입 블록으로 분할한다. 이 때, 상기 블랭크 블록에는 워터마크 이미지가 삽입되지 않으며, 다수의 상기 워터마크 삽입 블록도 무작위로 설정된다.
상기 제5단계(S50)는 해쉬 함수의 입력값으로 상기 워터마크 삽입 블록의 면적, 가로 사이즈, 세로 사이즈를 통과시켜서 비트 스트림을 구한다. 좀 더 상세하게 상기 제5단계(S50)는 상기 해쉬값을 128 비트 출력의 MD5로 사용한 것으로, 128비트 중에서 비트를 무작위로 선택하여 삽입할 수 있다.
상기 제6단계(S60)는 상기 워터마크 이미지와 비트 스트림을 배타적 논리합(XOR)으로 연산하여 공개보안키를 생성한다. 이 때, 상기 공개보안키에는 개인키에 관한 데이터가 포함될 수 있다.
상기 제7단계(S70)는 상기 워터마크 삽입 블록을 초기화한 후(즉, 상기 워터마크 삽입 블록의 LSB를 0으로 설정한 후), 상기 워터마크 이미지를 상기 공개보안키로 암호화하여 상기 워터마크 삽입 블록에 삽입한다.
이 때, 상기 제7단계(S70)는 상기 워터마크 이미지를 상기 워터마크 삽입 블록의 하위 3비트 이내에 삽입한다. 이 때, 상기 의료 이미지의 중앙에 위치하는 ROI(Region of interest)영역이 LSB가 된다.
이에 따라, 본 발명에 따른 의료 이미지의 워터마크 삽입 방법은 의료이미지에 삽입된 워터마크의 조작이 어려운 장점이 있다
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

Claims (3)

  1. 의료 이미지에 웨이블릿변환을 수행하여 비트 평면으로 분해하는 제1단계(S10);
    상기 비트 평면의 특정 부대역에 보안 로고를 격자 구조로 매핑하여 보안 이미지를 생성하는 제2단계(S20);
    상기 보안 이미지를 랜덤치환(permutation)하여 워터마크 이미지를 생성하는 제3단계(S30);
    상기 의료 이미지를 다수의 블랭크 블록과, 다수의 워터마크 삽입 블록으로 분할하는 제4단계(S40);
    해쉬 함수의 입력값으로 상기 워터마크 삽입 블록의 면적, 가로 사이즈, 세로 사이즈를 통과시켜서 비트 스트림을 구하는 제5단계(S50);
    상기 워터마크 이미지와 비트 스트림을 배타적 논리합(XOR)으로 연산하여 공개키를 생성하는 제6단계(S60); 및
    상기 워터마크 삽입 블록을 초기화한 후, 상기 워터마크 이미지를 비밀키로 암호화하여 상기 워터마크 삽입 블록에 삽입하는 제7단계(S70);를 포함하고,
    상기 제7단계(S70)는 상기 워터마크 이미지를 상기 워터마크 삽입 블록의 하위 3비트 이내에 삽입하는 의료 이미지의 워터마크 삽입 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1단계(S10)는 상기 웨이블릿변환이 2단계 웨이블릿변환이며,
    상기 제2단계(S20)는 상기 특정 부대역이 LL2인 의료 이미지의 워터마크 삽입 방법.
  3. 삭제
KR1020180106937A 2018-09-07 2018-09-07 의료 이미지의 워터마크 삽입 방법 KR102099600B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180106937A KR102099600B1 (ko) 2018-09-07 2018-09-07 의료 이미지의 워터마크 삽입 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180106937A KR102099600B1 (ko) 2018-09-07 2018-09-07 의료 이미지의 워터마크 삽입 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200028629A KR20200028629A (ko) 2020-03-17
KR102099600B1 true KR102099600B1 (ko) 2020-05-15

Family

ID=70003975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180106937A KR102099600B1 (ko) 2018-09-07 2018-09-07 의료 이미지의 워터마크 삽입 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102099600B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115118836B (zh) * 2022-06-30 2023-07-07 西安理工大学 基于像素预测的多策略组合的可逆数据隐藏方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100693371B1 (ko) 2005-11-15 2007-03-09 한국전자통신연구원 웨이블릿 기반의 다중 비트 핑거프린트 삽입 및 추출 방법
US20070196024A1 (en) 2000-08-24 2007-08-23 Jun Tian Digital Authentication with Digital and Analog Documents

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6385329B1 (en) * 2000-02-14 2002-05-07 Digimarc Corporation Wavelet domain watermarks
KR100624751B1 (ko) * 2003-04-25 2006-09-19 (주)마크텍 영상에 워터마크를 삽입하는 방법 및 상기 방법을 이용한디지털 비디오 저장장치
US7356161B2 (en) * 2004-06-01 2008-04-08 Microsoft Corporation Class of symmetric lattices for quantization and data embedding
KR20070001297A (ko) * 2005-06-29 2007-01-04 삼성전자주식회사 웨이블릿 변환을 이용한 워터마크 삽입 및 검출방법
KR100878579B1 (ko) 2006-06-30 2009-01-15 포스데이타 주식회사 워터마킹 방법, 워터마크 확인 방법, 워터마킹 장치 및워터마크 확인 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070196024A1 (en) 2000-08-24 2007-08-23 Jun Tian Digital Authentication with Digital and Analog Documents
KR100693371B1 (ko) 2005-11-15 2007-03-09 한국전자통신연구원 웨이블릿 기반의 다중 비트 핑거프린트 삽입 및 추출 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200028629A (ko) 2020-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kumar et al. A recent survey on multimedia and database watermarking
Tao et al. Robust image watermarking theories and techniques: A review
Guo et al. A region-based lossless watermarking scheme for enhancing security of medical data
Mane et al. Review paper on video watermarking techniques
Kannammal et al. Two level security for medical images using watermarking/encryption algorithms
El-Shafai et al. Robust and efficient multi-level security framework for color medical images in telehealthcare services
Abbasi et al. Reversible watermarking for the security of medical image databases
Korshunov et al. Scrambling-based tool for secure protection of JPEG images
KR102099600B1 (ko) 의료 이미지의 워터마크 삽입 방법
Kannan et al. An extensive research on robust digital image watermarking techniques: A review
Devi et al. A copyright protection scheme for digital images based on shuffled singular value decomposition and visual cryptography
Hsieh et al. A copyright protection scheme for color images using secret sharing and wavelet transform
Ravi Shankar et al. A review paper based on image security using watermarking
Dong et al. A DWT-DCT based robust multiple watermarks for medical image
Arivazhagan et al. Colour Image Steganography Using Median Maintenance
Allaf et al. Usage of watermarking techniques in medical imaging
Tsai et al. A wavelet-based semi-fragile watermarking with recovery mechanism
Yasmeen et al. An efficient image steganography approach based on QR factorization and singular value decomposition in non‐subsampled contourlet transform domain
Dhawas et al. Invisible video watermarking for data integrity and security based on discrete wavelet transform–a review
Liu et al. Reversible data hiding in encrypted images based on bit-plane rearrangement and Huffman coding
Soualmi et al. Medical Data Protection Using Blind Watermarking Technique
Priyanka et al. A steganographic system for embedding image and encrypted text
Moataz Watermarking medical scans: Saliency filter pixels
Ahmed et al. Information hiding in video files using frequency domain
Jasmine Selvakumari Jeya et al. RONI based secured and authenticated indexing of lung CT images

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant