应用网格和水印技术对基于内容的肝脏CT图像检索的研究

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1、上海交通大学博士学位论文应用网格和水印技术对基于内容的肝脏CT图像检索的研究姓名：蒋历军申请学位级别：博士专业：生物医学工程指导教师：庄天戈20090201上海趸嗵人掌博jj学位论文曼孽曼皇曼曼曼皇曼寰笪曼曼蔓笪舅曼篁曼舅曼皇曼笪舅曼IllII,,I．I～I,Il第二，本文对检索系统的信息安全和检索效率进行了研究。在水印模块组，将数字水印技术应用于检索系统，以解决图像完整性验证、敏感信息加密等安全性问题以及提升图像相关信息检索效率问题。利用数字水印技术，将各种相关信息(包括患者隐秘信息、肝脏CT图像的Hash值

2、、肝脏和病灶的形态特征，以及病灶区域的位置和纹理信息)以及其它诊断信息等作为水印负载嵌入图像，可以为检索系统带来一系列的好处：首先，水日J特殊的编码以及密码保护方式可以为图像信息提供完整性验证以及设置多级读取权限，从而在一定程度上确保了医学数据及其相关信息的安伞性，扩展了医学图像的应用范围；其次，由于图像的各种相关信息作为水印嵌入图像，在检索的过程中，一方面可以省去相关信息检索的操作，节约手工操作时间以及额外的系统响应时间，另一方面可以降低网络传输的负载，减少网络传输时间，从而提升图像相关信息的检索效率，这在网

3、络拥塞情况下效果尤其明显；再次，ROI指力÷性水印(可见水印)可以为检索用户提供一个读片参考；最后，由于图像的各种相关信息作为水目J嵌入图像，不再作为单独文件另外存储，在一定程度上简化了图像及其相关信息的管理。针对当前一些水印技术的不足之处，本文分别提出了基于分块排序和基于阈值控制的可扩展差值添加水印方法，从而提高了不同负载情况下的水印性能，降低了含水印图像的失真度。第三，本文对检索系统的检索效率和图像管理进行了研究。在网格模块组，将网格计算技术应用于检索系统，以改善图像数据管理工作和提升系统检索效率。通过整合

4、实验室闲置计算机，构建实验室网格平台对此方案进行了模拟实验：在数据管理方面，通过数据网格的功能模块，系统实现了对PACS系统进行无缝备份和恢复功能；在计算能力方而，利用网格提供的虚拟计算平台，系统对检索过程的最后一个环节(图像刚性配准)进行并行计算，从而大大提升了系统的检索效率。关键词：基于内容的图像检索，网格计算，无损数宁水印技术，差值扩展，肝脏CT图像ABSTRACTRESEARCHOFCONTENT．BASEDHEPATICCTIMAGERETRIEVALSYSTEMUSINGGRIDCoMPUTINGA

5、NDDIGITAL、^，ATERMARKINGTECHNoLOGYWiththedevelopmentofhospitaldigitalizationandpopularityofPACS，medicaldataexpandrapidly．CBIR(ContentBasedImageRetrieval)wasfocusedforafewyearsinordertOresolvetheretrievalissuesofmedicalimages．However，CBIRisnotappliedwidelyinho

6、spital，foritisstillnotperfectenoughforclinicalapplication．Acontent．basedhepaticCTimageretrievalsystemusinggridcomputingandwatermarkingtechnology，CBHIRuGW，isproposedfortheretrievalofhepaticCTimages，whichaimstoimprovetheperformanceofretrievalprecision，datamana

7、gement，retrievalefficiencyandpatient’Sdataprotection．Thissystemincreasestheutilizationofmedicalimageinformationindiagnostics，teachingandresearch．CBHIRuGWiscomposedofstorageandretrievalsubsystem，eachiscomposedofthreegroupsseparately：imagefeaturesextracting／CB

8、IRgroup，digitalwatermarkingencoding／decodinggroup，data／computinggridgroup．WithinCBIRgroup，aqueryimageclassificationbasedimageretrievalmethodisproposedtoimprovetheretrievalprecision；withinwaterma