摘要：数字图象作为传递信息的重要载体，其安全性和私密性是人们一直以来关注的话题。医学图像作为一种特殊的图像形式，它包含病人的隐私信息，对安全性和私密性有着更高的需求，因此目前医学图像的加密算法成为一个重要的研究课题。

本文的工作主要在以下五个部分：

第一部分研究图像加密的相关理论，其中包括混沌理论，离散余弦变换在图像隐藏中的应用，以及Logistic映射在图像加密中的应用

第二部分提出一种基于混沌和离散余弦变换的医学图像隐藏算法，并在MATLAB中完成算法的仿真实验。该算法将混沌系统和离散余弦变换的优点相结合，使得隐藏的医学图像既不容易被感知，也不容易被攻击者破解。

第三部分是对提出的医学图像隐藏算法进行性能分析，分析图像直方图，并且从图像的信号均方差(MSE)和峰值信噪比(PSNR)的角度衡量图像失真度和处理前后优劣之比，从混沌系统的秘钥敏感性分析隐藏的医学图像能否抵抗穷举攻击，还对图像进行了裁剪攻击，高斯噪声攻击和旋转攻击来测试算法的抗攻击能力。总的结果表明本套算法可以较好的完成将医学图像隐藏到载体图像之中，并且使得载体图像在隐藏了医学图像之后依然有良好的的不可感知性，医学图像的恢复也能达到良好的效果。

第四部分是对算法的性能测试完成后设计两个GUI，分别是图像加密和图像解密，并且基于MATLAB生成可执行文件，在可执行文件中可以随意从PC上选取信息图像和载体图像，点击嵌入按钮后即可使用本文提出算法对信息图像混沌加密再嵌入，并且可以另存为文件存储在设备中，图像解密则也是在本文提出算法的基础之上对图像进行解密提取。

关键词：离散余弦变换，图像隐藏，混沌，医学图像，图像用户界面。

目 录

摘 要

Abstract

第一章 绪  论-1

1.1 研究背景与意义-1

1.2 医学图像隐藏技术研究现状-2

1.3 本文研究的主要内容-2

第二章 混沌加密和图像隐藏技术-4

2.1 混沌加密基本原理-4

2.1.1 混沌及其特点-4

2.1.2 Logistic映射-4

2.1.3 混沌在数字图像加密中的应用-5

2.2 基于离散余弦变换的医学图像隐藏-5

2.2.1 离散余弦变换（DCT）-5

2.2.1 医学图像概述-6

第三章 基于离散余弦变换的医学图像隐藏算法-7

3.1 医学图像隐藏和提取算法-7

3.1.1 医学图像的隐藏流程图-7

3.1.2 医学图像解密流程图-7

3.1.3 图像隐藏与还原过程-7

3.2 图像隐藏的MATLAB仿真-8

3.2.1 Logistic混沌序列对图像进行加密-8

3.2.2 载体图像的离散余弦变换-9

3.2.3 信息图像的嵌入-10

3.3  医学图像的提取-10

第四章 医学图像隐藏算法性能分析-12

4.1 信号均方差（MSE）和峰值信噪比（PSNR）-12

4.2 未受攻击提取前后隐藏图像及其直方图-12

4.3 加密前后直方图分析-13

4.4 秘钥敏感性分析-14

4.5 抗裁剪性能分析-14

4.6 图像抗高斯噪声攻击分析-16

4.7 图像旋转攻击分析-17

第五章 基于MATLABGUI的图像处理程序-18

5.1 图像隐藏和解密GUI的结构框图和设计原则-18

5.1.1 图像处理程序结构框图-18

5.1.2 GUI设计原则-18

5.2  GUI设计-19

5.2.1 GUI设计的主要步骤-19

5.2.2 隐藏窗口界面的设计-19

5.3 图像隐藏程序界面及运行结果-21

5.3.1 图像隐藏程序主界面-21

5.3.2 程序运行结果-21

5.4 图像解密程序界面及运行结果-22

5.4.1 图像解密程序主界面-22

5.4.2 解密程序运行结果-22

第六章 总结与展望-24

6.1 全文总结-24

6.2 展望-24

致  谢-25

参考文献-26

附  录-27