一种基于ORC采样和QGPCE变换的弥散张量图像鲁棒零水印方法

文档序号:25784728发布日期:2021-07-09 10:28阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种基于orc采样和qgpce变换的弥散张量图像鲁棒零水印方法,其特征在于:包括,根据dti图像数据构建空间张量描述场;利用光线投射采样策略对所述dti图像进行正交投射采样,获得基于冠状面、矢状面和横切面的三张正交特征投射图像;将所述三张正交特征投射图像作为四元数的三个虚部,计算其qgpce变换系数以构建特征图像;对混沌置乱的所述特征图像和水印图像进行异或操作获得零水印图像。2.根据权利要求1所述的基于orc采样和qgpce变换的弥散张量图像鲁棒零水印方法,其特征在于:构建所述空间张量描述场包括,t={d

xyz
|x∈[1,n
x
],y∈[1,n
y
],z∈[1,n
z
]}其中,将所述dti图像f
d
中的每一个弥散张量体素d进行张量分解为d

,得到dti图像特征值和特征向量形式t,d

xyz
是一个弥散张量体素d
xyz
的特征值和特征向量形式,(x,y,z)表示了弥散张量体素d在f
d
空间下的局部空间坐标,(n
x
,n
y
,n
z
)表示dti图像的三维空间最大尺寸。3.根据权利要求1或2所述的基于orc采样和qgpce变换的弥散张量图像鲁棒零水印方法,其特征在于:所述光线投射采样策略包括,将所述dti图像表示的生理解剖结构特征进行降维表示;采样解剖结构方向与投射光线方向相一致的弥散张量体素;将采样值在二维图像空间进行合成,获得二维投射采样特征图;其中,r为给定光线矩阵,r
1 r
2 r3分别表示垂直于冠状面,矢状面和横切面三个方向的正交光线,根据光线矩阵r对dti图像同时进行冠状面、矢状面和横切面的采样。4.根据权利要求3所述的基于orc采样和qgpce变换的弥散张量图像鲁棒零水印方法,其特征在于:还包括,计算弥散张量体素d

xyz
的长轴方向e1与光线r
i
(i=1,2,3)之间的空间锐角夹角值θ
re

re
∈[0,90]);当a越趋近于1时,则所述弥散张量体素d

xyz
的长轴方向e1与光线r
i
(i=1,2,3)的方向具有越高的一致性,如下,其中,令为弥散张量体素d

xyz
在光线r
i
投射过程中的采样值,p为给定阈值,λ3表示该d

的短轴的长度,s

表示沿光线r
i
方向,d

xyz
的下一个相邻的弥散张量体素的光线投射采样值,即当r
i
=r1=[1 0 0]
t
时,
5.根据权利要求4所述的基于orc采样和qgpce变换的弥散张量图像鲁棒零水印方法,其特征在于:还包括,根据给定的光线矩阵r和dti图像的张量描述场t,利用采样方程计算张量描述场t的每一个d

xyz
,获得大小为(n
x
,n
y
,n
z
,i)的采样矩阵m,定义如下,所述采样方程,如下,其中,f1(y,z)是在垂直于冠状面的x轴方向合成的冠状面投影特征图,通过沿着r1方向,将采样矩阵m中的每一个采样值在二维图像空间f1(y,z)里进行累加合成,f2(x,z)和f3(x,y)分别为在垂直于矢状面的y轴方向和垂直于横切面的z轴方向合成的矢状面和横切面的投影特征图。6.根据权利要求5所述的基于orc采样和qgpce变换的弥散张量图像鲁棒零水印方法,其特征在于:所述极复指数变换包括,定义灰度图像f
g
(r,θ)的阶数为n(n=0,1,

,∞),则得到迭代次数为m(|m|=0,1,

,∞),参数为s的泛型极复指数(gpce)变换系数,如下,其中,r
ns
(r)为径向基函数,*表示复数共轭,为虚数单位。7.根据权利要求6所述的基于orc采样和qgpce变换的弥散张量图像鲁棒零水印方法,其特征在于:还包括,根据四元数理论,将三幅大小相同特征图像视为一个纯四元数阵列的三个虚部,则利用纯四元数阵列的形式表示三张采样特征图,如下,f(r,θ)=f1(r,θ)i+f2(r,θ)j+f3(r,θ)k其中,f1、f2和f3表示在极坐标下三幅光线投射采样特征图像,通过f(r,θ)可以把三张
特征图像视为一个整体来描述;特征图像视为一个整体来描述;特征图像视为一个整体来描述;特征图像视为一个整体来描述;特征图像视为一个整体来描述;其中,re(g)表示复数的实部,im(g)表示复数的虚部,g
nms
(f1)、g
nms
(f2)和g
nms
(f3)分别为三张投射特征图的泛型极复指数(gpce)变换系数/矩,为qgpce变换系数。8.根据权利要求7所述的基于orc采样和qgpce变换的弥散张量图像鲁棒零水印方法,其特征在于:包括,计算获得宿主dti图像f
d
的三张正交光线投射特征图f1,f2,f3;利用所述f1,f2,f3获得qgpce变换系数q,定义为三张投射特征图的正交矩,其矩容量为l=(2n+1)(2m+1);将伪随机序列作为密钥k1,根据给定的二值水印图像w={f
w
(i,j)|i∈[1,n
h
],j∈[1,n
w
]∩n
h
×
n
w
≤l},从q中选择n
h
×
n
w
个矩作为矩向量v
m
={v
i
|i∈[1,n
h
×
n
w
]};根据矩向量v
m
计算幅值获得幅向量a
m
={a
i
|i∈[1,n
h
×
n
w
]},将a
m
构造为二维矩矩阵,h={f
h
(i,j)|i∈[1,n
h
],j∈[1,n
w
]}作为二维矩特征图像;对矩特征图像h使用logistic映射进行加密,如下,x
i+1
=λx
i
(1

x
i
),i=0,1,2,

其中,x
i
∈[0,1],λ∈[0,4]为控制参数,令λ=4,保证混沌系统在[0,1]之间的均匀映射,给定初始值x0作为密钥k2生成长度为n
h
×
n
w
的混沌序列l,再将其进行二值化获得二值混沌序列l
b
,t为给定阈值,令t=0.5,如下,利用异或操作,将l
b
对h
b
进行加密,获得加密矩特征图像h
l
,如下,对混沌序列h
l
和二值水印图像w进行异或操作获得密钥图像k={f
k
(i,j)|i∈[1,n
h
],j∈[1,n
w
]},如下,其中,表示异或操作,将(w,k1,k2,k)作为原始图像的验证密钥存储在第三方版权中心。9.根据权利要求8所述的基于orc采样和qgpce变换的弥散张量图像鲁棒零水印方法,其特征在于:还包括,计算提取待验证dti图像f

d
的三张正交光线投射特征图f
′1,f
′2,f
′3;
利用f
′1,f
′2,f
′3获得qgpce变换系数q

;基于从版权方获取的密钥k1,从q

中选择n
h
×
n
w
个矩作为矩向量v

m
={v

i
|i∈[1,n
h
×
n
w
]};根据矩向量v

m
计算幅值获得幅向量a

m
={a

i
|i∈[1,n
h
×
n
w
]},将a

m
构造为二维矩矩阵,h

={h

i
(i,j)|i∈[1,n
h
],j∈[1,n
w
]}作为二维矩特征图像;对矩特征图像h

进行logistic映射加密,使用从版权方获取的密钥k2作为初始值x0生成长度为2n
w
的混沌序列l

;将其进行二值化获得二值混沌序列l

b
,利用异或操作用l

b
对h

进行加密,获得加密矩特征图像h

l
;对混沌序列h

l
和从版权方获取的密钥图像k进行异或操作获得水印图像w

={f

w
(i,j)|i∈[1,n
h
],j∈[1,n
w
]},通过评价w

完成版权验证。
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