Digital Watermarking of Medical Image Based on Public Key Encryption Algorithm Considering ROI

ROI를 고려한 공개키 암호화 알고리즘 기반 의료영상 디지털 워터마킹

Recently, the medical image has been digitized by the development of computer science and digitization of the medical devices. There are needs for database service of the medical image and long term storage because of the construction of PACS(picture archiving and communication system) following DICOM(digital imaging communications in medicine) standards, telemedicine, and et al. However, it also caused some kinds of problems, such as illegal reproduction of medical image, proprietary rights and data authentication. In this paper, we propose the new digital watermarking technique for medical image based on public key encryption algorithm for integrity verification. It prevents illegal forgery that can be caused after transmitting medical image data remotely. The watermark is the value of bit-plane in wavelet transform of the original image for certification method of integrity verification. We proposed the embedding regions are randomly chosen considering ROI, and a digital signature is made using hash function of MD5 which input is a secret key. The experimental results show that the watermark embedded by the proposed algorithm can survive successfully in image processing operations and that the watermark's invisibility is good.

정보통신 기술 및 컴퓨터의 발달로 의료기기의 디지털화가 가능하게 되어 의료 영상 분야에 다양한 활용이 이루어지고 있다. DICOM표준에 따른 PACS의 구축으로 의료 영상의 저장, 데이터베이스 검색 및 네트워크를 통한 원격 진료가 가능하게 됨으로써 의료 영상에 대한 불법복제, 소유권 및 데이터 인증 문제가 야기되고 있다. 본 논문에서는 무결성 인증을 위하여 공개 키 암호화 알고리즘을 기반한 새로운 의료 영상 디지털 워터마킹 기법을 제안한다. 이는 의료 영상 데이터를 원격으로 전송 후에 발생하는 불법적인 위/변조를 막기 위한 디지털 워터마킹 기법이다. 워터마크는 원 의료 영상을 웨이블릿 변환 후 비트플레인 값을 사용한다. 제안한 방법에서 삽입되는 영역은 ROI(region of interest)를 고려하여 랜덤하게 선택되도록 하고, MD5의 해쉬 함수는-디지털 서명을 생성하기 위하여 비밀 키로 사용한다. 실험 결과 제안한 알고리즘은 영상 처리에서도 워터마크 정보를 검출할 수 있으며 비가시성이 우수하다.