一种远程眼底筛查和健康大数据系统中的隐私保护方法技术方案

本发明专利技术涉及信息隐藏技术领域，特别涉及一种远程眼底筛查和健康大数据系统中的隐私保护方法。所述一种远程眼底筛查和健康大数据系统中的隐私保护方法，包括步骤：解析待传输的文件获取目标数据，目标数据包括：隐私数据和JPEG格式眼底图像；在JPEG格式眼底图像中的哈夫曼表定义段中，找到JPEG标准对量化后的交流系数定义了162个变长编码与行程编码之间的对应关系；根据嵌入数据修改所述JPEG数据流中的熵编码数据流实现所述隐私数据嵌入；重组修改后的哈夫曼表定义段数据流、熵编码数据流与其它段未修改数据流得到处理后的JPEG图像。该无损信息隐藏技术可无失真恢复原宿主载体JPEG格式的眼底图像，能够很好地解决个人隐私数据在传输或存储中的保护。

A privacy protection method in remote fundus screening and health big data system

【技术实现步骤摘要】
一种远程眼底筛查和健康大数据系统中的隐私保护方法
本专利技术涉及信息隐藏
，特别涉及一种远程眼底筛查和健康大数据系统中的隐私保护方法。
技术介绍
随着我国经济的持续快速发展，人们生活水平不断提高，饮食结构和生活方式发生了较大的改变，糖尿病等慢性病的患病率逐年上升。糖尿病及其并发症严重影响生活质量，并造成巨大的社会和经济负担。糖尿病性视网膜病变(DR)是糖尿病的主要并发症之一，是工作年龄人群不可逆盲的首要原因。随着糖尿病的病程增长，DR的患病风险不断增大，糖尿病患者应定期进行至少每年一次的眼底筛查。DR筛查可使失明风险降低94.4％，但我国的筛查率还不到10％！究其主要原因是我国专业眼底亚专科医生不但极少，更忙于已发眼病的诊治，无暇顾及大量糖尿病患者的筛查；由于缺乏眼科医生或专业读图人员，广大基层医疗机构、社区、乡镇或边远地区的一般健康医疗服务机构或诊所更是难以对广大糖尿病患者开展定期的眼底筛查工作。因此，如果能够建立起“远程眼底图象判读会诊中心和云健康服务平台”，将眼底相机为主构成的终端设置于基层社区、诊所、健康管理或基层医疗机构，获取眼底图象和相关健康问诊数据后发回“远程眼底图象判读会诊中心”判读和处理，对于减缓基层群众看病难，解决基层缺少眼科医生或专业的读图人才缺乏等问题，都具有重要意义。眼底是人体中唯一不需要通过手术就能直接观察到血管和神经的部位，从眼底图像中还能够提取有关脑、心血管健康的结构化特征信息，建立知识库以及知识计算分析模型，就能形成了一个能够不断更新、能够分析的健康大数据知识库，对于开展健康大数据服务、治未病、保护广大人民身体健康具有重大的意义，有着广阔的应用前景。在建设上述“远程眼底图象判读会诊中心和云健康服务平台”，开展上述远程眼底筛查、健康大数据服务，尤其数据的传输和存储过程中，都需要高度重视个人的敏感信息安全和隐私保护等问题，一是由于个人的健康医疗信息最为敏感，二是对涉及健康大数据的管理必须十分注重内容安全和技术安全。在健康医疗领域中，医学图像是医生对患者的生理疾病信息获取及诊断病情的一个重要依据，往往不允许有任何改动。因为改动后一旦出现误诊，很容易引起法律上的纠纷。无论从法律上还是从经济成本上考虑，任何可能对医学图像造成永久性损失的操作都是不可取的。无损信息隐藏技术在提取隐秘载体中嵌入的机密数据后，可无失真恢复原宿主载体，能够很好地解决这个问题。尤其是对于本专利技术远程眼底筛查和健康大数据系统等相关应用场景来说，需要传输和存储的数据包括有数字图像和个人隐私信息，数字图像中的无损信息隐藏技术应用具有特别的意义。因此，在建设远程眼底筛查系统和健康大数据服务系统时，如何在保障传输速度的同时确保了眼底图像的传输质量又不改变眼底图像的存储容量，如何无失真恢复原宿主载体JPEG格式的眼底图像，并达到基于哈夫曼编码修改实现最大数据嵌入容量，是必须解决得重要问题，国内外尚未见报道。
技术实现思路
为此，需要提供一种远程眼底筛查和健康大数据系统中的隐私保护方法，用以解决上述技术问题。具体技术方案如下：一种远程眼底筛查和健康大数据系统中的隐私保护方法，包括步骤：解析待传输的文件获取目标数据，所述目标数据包括：隐私数据和JPEG格式眼底图像；在所述JPEG格式眼底图像中的哈夫曼表定义段中，找到JPEG标准对量化后的交流系数定义了162个变长编码与行程编码之间的对应关系；根据哈夫曼表定义段变长编码定义统计JPEG数据流中的熵编码数据流中已使用变长编码使用次数和未使用变长编码；建立已使用变长编码和未使用变长编码的映射关系，根据所述映射关系修改所述哈夫曼表定义段；根据嵌入数据修改所述JPEG数据流中的熵编码数据流实现所述隐私数据嵌入；重组修改后的哈夫曼表定义段数据流、熵编码数据流与其它段未修改数据流得到处理后的JPEG图像。进一步的，所述“建立已使用变长编码和未使用变长编码的映射关系，根据所述映射关系修改哈夫曼表定义段”，还包括步骤：变长编码根据其长度可分成16组{C1,…,C16},Ci＝{VLCi,1,…,VLCi,Li},Ci可进一步分类成已使用的Ci(u)和未使用的Ci(n)，Ci(u)与Ci(n)之间通过快速映射方法构建映射关系；根据映射关系，将哈夫曼表定义段中Ci(n)中的变长编码对应的行程编码修改成与其建立映射的Ci(u)中的特定已使用变长编码的行程编码。进一步的，所述“根据嵌入数据修改所述JPEG数据流中的熵编码数据流实现所述隐私数据嵌入”，还包括步骤：根据映射关系，将熵编码数据流中Ci(u)中的特定已使用变长编码的哈夫曼编码根据嵌入数据修改成与其建立映射关系的Ci(n)中某个特定未使用变长编码对应的哈夫曼编码或保持不变，完成所述隐私数据嵌入。进一步的，所述“修改所述JPEG数据中的熵编码数据流实现所述隐私数据嵌入”，包括步骤：嵌入前采用第一密钥对所述隐私数据进行加密；嵌入过程中采用第二密钥按8×8图像块特定随机顺序嵌入加密后的所述隐私数据；采用第三密钥对加密后的所述隐私数据生成信息完整性校验码作为数字指纹信息，并将所述数字指纹信息存入JPEG头文件用户定义区。进一步的，还包括步骤：所述待传输的文件如果采用DICOM标准传输与存储，则在DICOM头文件中虚构隐私数据。本专利技术的有益效果是：通过解析待传输的文件获取目标数据，所述目标数据包括：隐私数据和眼底图像JPEG图像，且根据哈夫曼表定义段变长编码定义统计JPEG数据流中的熵编码数据流中已使用变长编码使用次数和未使用变长编码；建立已使用变长编码和未使用变长编码的映射关系；根据所述映射关系修改哈夫曼表定义段；根据嵌入数据修改所述JPEG数据流中的熵编码数据流实现数据嵌入，可达到基于哈夫曼编码修改实现最大数据嵌入容量，从而在确保传输的眼底图像数据量不变的情况下，却将隐私数据都嵌入到眼底图像的JPEG数据流中，在保障传输速度的同时确保了眼底图像的传输质量；该无损信息隐藏技术在提取宿主载体JPEG格式或DICOM标准数据中嵌入的个人隐私数据后，可无失真恢复原宿主载体JPEG格式的眼底图像，能够很好地解决个人隐私数据在传输或存储中的保护。本专利技术对传统的基于哈夫曼编码修改的JPEG图像可逆信息隐藏算法进行两大重要的创新性改进：第一，提出一种快速变长编码映射方法可快速建立已使用变长编码与未使用变长编码的最优映射关系，从而达到基于哈夫曼编码修改实现可逆信息隐藏的最大数据嵌入容量；第二，通过将将较长已使用变长编码映射到码字较短的未使用变长编码，从而在减少文件大小下提高数据嵌入容量。附图说明图1为具体实施方式所述JPEG文件结构示意图；图2a为具体实施方式所述已使用和未使用变长编码一对一映射示意图；图2b为具体实施方式所述已使用和未使用变长编码一对三映射示意图图3为具体实施方式所述一种远程眼底筛查和健康大数据系统中的隐私保护方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种远程眼底筛查和健康大数据系统中的隐私保护方法，其特征在于，包括步骤：/n解析待传输的文件获取目标数据，所述目标数据包括：隐私数据和JPEG格式眼底图像；/n在所述JPEG格式眼底图像中的哈夫曼表定义段中，找到JPEG标准对量化后的交流系数定义了162个变长编码与行程编码之间的对应关系；/n根据哈夫曼表定义段变长编码定义统计JPEG数据流中的熵编码数据流中已使用变长编码使用次数和未使用变长编码；/n建立已使用变长编码和未使用变长编码的映射关系，根据所述映射关系修改所述哈夫曼表定义段；/n根据嵌入数据修改所述JPEG数据流中的熵编码数据流实现所述隐私数据嵌入；/n重组修改后的哈夫曼表定义段数据流、熵编码数据流与其它段未修改数据流得到处理后的JPEG图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种远程眼底筛查和健康大数据系统中的隐私保护方法，其特征在于，包括步骤：
解析待传输的文件获取目标数据，所述目标数据包括：隐私数据和JPEG格式眼底图像；
在所述JPEG格式眼底图像中的哈夫曼表定义段中，找到JPEG标准对量化后的交流系数定义了162个变长编码与行程编码之间的对应关系；
根据哈夫曼表定义段变长编码定义统计JPEG数据流中的熵编码数据流中已使用变长编码使用次数和未使用变长编码；
建立已使用变长编码和未使用变长编码的映射关系，根据所述映射关系修改所述哈夫曼表定义段；
根据嵌入数据修改所述JPEG数据流中的熵编码数据流实现所述隐私数据嵌入；
重组修改后的哈夫曼表定义段数据流、熵编码数据流与其它段未修改数据流得到处理后的JPEG图像。


2.根据权利要求1所述的一种远程眼底筛查和健康大数据系统中的隐私保护方法，其特征在于，
所述“建立已使用变长编码和未使用变长编码的映射关系，根据所述映射关系修改哈夫曼表定义段”，还包括步骤：
变长编码根据其长度可分成16组{C1,…,C16},Ci可进一步分类成已使用的Ci(u)和未使用的Ci(n)，Ci(u)与Ci(n)之间通过快速映射方法构建映射关系；
根据映射关系，将哈夫曼表定义段中Ci(n)中的变长编码对应的行...

【专利技术属性】
技术研发人员：余轮，邱应强，欧霖杰，曹新容，
申请(专利权)人：福州依影健康科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35