Robust Watermarking and Compression for Medical Images based
Robust Watermarking and Compression for Medical Images based on Genetic Algorithms Authors: Shih, Y. and Wu. Y. T. Source: to appear in the Information Sciences Speaker: Tzu-Chuen Lu
ROI (Region of interest) Lossless Compression Lossy Compression Computer Tomography (CT) Image Signature Data
Embedding Lossless Compression Lossy Compression DCT Transform 1 8 219 51 69 171 81 41 970. 5 -12. 37 -4. 99 94. 09 -94. 25 82. 58 115. 99 96. 96 94 108 20 121 17 214 15 74 -144. 74 30. 63 -165. 94 22. 53 -55. 09 -26. 76 45. 39 -76. 5 233 93 197 83 177 215 183 78 -46. 77 -28. 71 113. 62 -40. 93 -28. 33 -39. 12 131. 28 -87. 92 41 84 118 62 210 71 122 38 -88. 67 -60. 13 -70. 12 -84. 05 -38. 84 18. 38 -54. 63 53. 37 222 73 197 248 125 226 210 5 -14. 75 32. 48 -88. 16 -27. 56 -18 72. 99 76. 57 -12. 66 35 36 127 5 151 2 197 165 -1. 06 -37. 05 -19. 76 -24. 91 -41. 49 -91. 99 -76. 61 171. 35 196 180 142 52 173 151 243 164 -16. 89 -47. 45 24. 28 -56. 94 -0. 44 20. 51 59. 88 133. 33 254 62 172 75 21 196 126 224 222. 41 79. 21 -18. 53 92. 78 -46. 48 123. 71 58. 15 -18. 58 SPIHT 011111100000001101010110…. Signature Data
970. 5 -12. 37 -4. 99 94. 09 95. 09 -94. 25 82. 58 115. 99 96. 96 -144. 74 31. 63 30. 63 -165. 94 22. 53 -55. 09 -26. 76 45. 39 -76. 5 -46. 77 -47. 77 -28. 71 113. 62 -40. 93 -28. 33 -39. 12 131. 28 -87. 92 -88. 67 -60. 13 -70. 12 -84. 05 -38. 84 18. 38 -54. 63 53. 37 -14. 75 32. 48 -88. 16 -27. 56 -18 72. 99 76. 57 -12. 66 -1. 06 -37. 05 -19. 76 -24. 91 -41. 49 -91. 99 -76. 61 171. 35 -16. 89 -47. 45 24. 28 -56. 94 -0. 44 20. 51 59. 88 133. 33 222. 41 79. 21 -18. 53 92. 78 -46. 48 123. 71 58. 15 -18. 58 Embedding (30)10= (00011110)2 (31)10= (00011111)2 IDCT 1. 22 8 218. 8 50. 7 68. 8 170. 8 80. 6 40. 4 94. 2 108 19. 8 120. 8 16. 9 213. 9 14. 7 73. 5 233. 3 93. 1 196. 9 83 177. 1 215. 1 182. 9 77. 7 41. 3 84. 1 118 62 210. 2 71. 3 122. 1 37. 9 22. 2 73 196. 9 248 125. 2 226. 3 210. 2 5 35 35. 9 126. 8 4. 9 151. 1 23 197. 2 165 195. 8 179. 7 141. 6 51. 7 173 151. 2 243. 1 8 219 51 69 171 81 40 256. 7 61. 6 171. 5 74. 6 20. 9 196. 1 126 163. 9 1 223. 9 94 108 20 121 17 214 15 74 233 93 197 83 177 215 183 78 41 84 118 62 210 71 122 38 22 73 197 248 125 226 210 5 35 36 127 5 151 23 197 165 196 180 142 52 173 151 243 164 257 62 172 75 21 196 126 224 SPIHT 0111… Signature Data Round
Extracting DCT Transform 1 8 219 51 69 171 81 40 94 108 20 121 17 214 15 74 233 93 197 83 177 215 183 78 41 84 118 62 210 71 122 38 22 73 197 248 125 226 210 5 35 36 127 5 151 23 197 165 196 180 142 52 173 151 243 164 253 62 172 75 21 196 126 224 970. 3 -42. 2 -5. 1 94. 0 -94. 2 82. 5 115. 9 96. 9 -144. 7 30. 8 -165. 9 22. 5 -55. 0 -26. 7 45. 3 -76. 5 -46. 9 -28. 7 113. 6 -40. 9 -28. 3 -39. 1 131. 2 -87. 9 -88. 6 -60. 1 -70. 1 -84. 0 -38. 8 18. 3 -54. 6 53. 3 -14. 7 32. 4 -88. 1 -27. 5 -18. 0 72. 9 76. 5 -12. 6 -1. 0 -37. 0 -19. 7 -24. 9 -41. 4 -91. 9 -76. 6 171. 3 -16. 89 -47. 4 24. 2 -56. 9 -0. 4 20. 5 59. 8 133. 3 222. 4 79. 2 -18. 5 92. 7 -46. 4 123. 7 58. 1 -18. 5 Extracted: 1000… SPIHT 0111… Signature Data
970. 5 -12. 37 -4. 99 95. 09 -94. 25 82. 58 115. 99 96. 96 -144. 74 31. 63 -165. 94 22. 53 -55. 09 -26. 76 45. 39 -76. 5 -47. 77 -28. 71 113. 62 -40. 93 -28. 33 -39. 12 131. 28 -87. 92 -88. 67 -60. 13 -70. 12 -84. 05 -38. 84 18. 38 -54. 63 53. 37 -14. 75 32. 48 -88. 16 -27. 56 -18 72. 99 76. 57 -12. 66 -1. 06 -37. 05 -19. 76 -24. 91 -41. 49 -91. 99 -76. 61 171. 35 -16. 89 -47. 45 24. 28 -56. 94 -0. 44 20. 51 59. 88 133. 33 222. 41 79. 21 -18. 53 92. 78 -46. 48 123. 71 58. 15 -18. 58 1. 22 8 218. 8 50. 7 68. 8 170. 8 80. 6 40. 4 94. 2 108 19. 8 120. 8 16. 9 213. 9 14. 7 73. 5 233. 3 93. 1 196. 9 83 177. 1 215. 1 182. 9 77. 7 41. 3 84. 1 118 62 210. 2 71. 3 122. 1 37. 9 22. 2 73 196. 9 248 125. 2 226. 3 210. 2 5 35 35. 9 126. 8 4. 9 151. 1 23 197. 2 165 195. 8 179. 7 141. 6 51. 7 173 151. 2 243. 1 163. 9 253. 7 61. 6 171. 5 74. 6 20. 9 196. 1 126 223. 9 Embedding IDCT Round 1 8 219 51 69 171 81 40 94 108 20 121 17 214 15 74 233 93 197 83 177 215 183 78 41 84 118 62 210 71 122 38 222 73 197 248 125 226 210 5 222 73 197 248 125 226 210 6 35 36 127 5 151 23 197 165 35 36 127 5 151 23 197 166 196 180 142 52 173 151 243 164 254 62 172 75 21 196 126 224
Extracting DCT Transform 1 8 219 51 69 171 81 40 970. 63 -42. 54 -4. 83 93. 94 -94. 13 82. 48 116. 06 96. 92 94 108 20 121 17 214 15 74 -145. 05 31. 05 -166. 34 22. 89 -55. 39 -26. 52 45. 23 -76. 42 233 93 197 83 177 215 183 78 -47. 17 -28. 17 113. 1 -40. 47 -28. 72 -38. 81 131. 07 -87. 81 41 84 118 62 210 71 122 38 -88. 55 -60. 31 -69. 95 -84. 2 -38. 72 18. 28 -54. 57 53. 34 222 73 197 248 125 226 210 6 -14. 88 32. 65 -88. 32 -27. 41 -18. 13 73. 09 76. 5 -12. 62 35 36 127 5 151 23 197 166 -1. 34 -36. 66 -20. 13 -24. 58 -41. 77 -91. 77 -76. 76 171. 42 196 180 142 52 173 151 243 164 -16. 86 -47. 49 24. 32 -56. 98 -0. 42 20. 49 59. 9 133. 32 254 62 172 75 21 196 126 224 222. 4 79. 22 -18. 55 92. 79 -46. 48 123. 71 58. 14 -18. 58 Extracted: 0111… SPIHT 0111… Signature Data
970. 5 -12. 37 -4. 99 94. 09 -94. 25 82. 58 115. 99 96. 96 -144. 74 30. 63 -165. 94 22. 53 -55. 09 -26. 76 45. 39 -76. 5 -46. 77 -28. 71 113. 62 -40. 93 -28. 33 -39. 12 131. 28 -87. 92 -88. 67 -60. 13 -70. 12 -84. 05 -38. 84 18. 38 -54. 63 53. 37 -14. 75 32. 48 -88. 16 -27. 56 -18 72. 99 76. 57 -12. 66 -1. 06 -37. 05 -19. 76 -24. 91 -41. 49 -91. 99 -76. 61 171. 35 -16. 89 -47. 45 24. 28 -56. 94 -0. 44 20. 51 59. 88 133. 33 222. 41 79. 21 -18. 53 92. 78 -46. 48 123. 71 58. 15 -18. 58 (30)10= (00011110)2 (31)10= (00011111)2 Signature Data: Fragile watermark (-46)10= (11010010)2 (30)10= (00011110)2 (90)10= (01011010)2 (22)10= (00010110)2
Embedding Extracting
SPIHT Wavelet
SPIHT Wavelet
17 17 -5 4 10 -2 -2 -4 15 16 -3 6 -7 -10 -2 3 12 12 -5 -7 9 15 3 -11 17 20 2 2 5 -10 -1 -5 15 -1 -1 11 10 -3 -3 12 7 -3 -5 -11 7 -21 -2 4 -4 5 3 4 -8 20 15 12 -7 -3 -2 2 11 -21 1 -11
SPIHT 17 17 -5 4 10 -2 -2 -4 1 11 0 0 0 15 16 -3 6 -7 -10 -2 3 0 11 0 0 0 12 12 -5 -7 9 15 3 -11 0 0 0 0 17 20 2 2 5 -10 -1 -5 1 1 0 0 0 15 -1 -1 11 10 -3 -3 12 0 0 0 0 7 -3 -5 -11 7 -21 -2 4 0 0 0 -1 0 0 -4 5 3 4 -8 20 15 12 0 0 0 1 0 0 -7 -3 -2 2 11 -21 1 -11 0 0 0 -1 0 0 TH = 16 Codes: 1 1 0 10011 10000 1 0 0 0 -1 0 1 0 -1 0
Experiments Non-Watermarked Image PSNR = 38. 28 Watermarked Image PSNR = 24. 08 ROI Part Embedded Part Signature Extracted
Conclusions n ROI – Lossless compression V. S. Non-ROI – Lossy compression n Frequency domain watermarking n Fragile watermark n Genetic algorithm
- Slides: 15