Tıbbi görüntülerde kırılgan damgalamaya dayalı değişiklik yer tespiti
Tamper localization on medical images based on fragile watermarking
Yazar: ARDA ÜSTÜBİOĞLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜZİN ULUTAŞ
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Bilgisayar Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Tez kapsamında tıbbi görüntüler üzerinde yetkisiz kişiler tarafından yapılabilecek olan değişikliklerin yer tespitindeki sorunlar irdelenmiştir. Bu problemlere çözüm getirecek şekilde tıbbi görüntülerde değişiklik yer tespiti yapabilen yeni yöntemler önerilmiştir. En Anlamsız Bit ve tersi alınabilir bir yöntem olan Fark genişlemesi teknikleri ilk kez birleştirilerek genişletilebilir blok sayısı arttırılmıştır. Artan genişletilebilir blok sayısı veri gömme kapasitesinin artmasını sağlamıştır. Bu sayede literatürde önerilen yöntemlerin genel problemi olan İlgi Alan Bölgesi'nin boyutu büyütülmüştür. Var olan tıbbi görüntü damgalama sistemleri Bilgisayarlı Tomografi, Manyetik Rezonans ve Ultrason gibi görüntü türlerine yöneliktir. İnsan sağlığına hiçbir zararı olmayan ve kullanımı her geçen gün yaygınlaşan Termal Tıbbi Görüntülerin damgalanması için bir yöntem bulunmamaktadır. Mevcut yöntemler ise termal tıbbi görüntülerin karakteristikleri nedeniyle uygulanamamaktadır. Termal görüntülerin özellikleri göz önünde bulundurularak Tamsayı Dalgacık Dönüşümü ve Fark Genişlemesi'ne dayalı bir damgalama sistemi geliştirilmiştir. Ayrıca tıbbi görüntü damgalama sistemlerinde ilk kez sır paylaşım mekanizmaları kullanılarak damga çıkarma aşamasında gerekli verilerin dayanıklılığı arttırılmıştır. Uzaysal bölge tekniklerinden olan Fark Genişlemesi ilk kez frekans dönüşüm yöntemlerinden olan Tamsayı Dalgacık Dönüşüm katsayılarına uygulanmıştır. Bu teknikle genişletilebilir blok sayısında büyük bir artış sağlanmıştır. Dolayısıyla tıbbi görüntü içine saklanabilecek veri miktarı arttırılmıştır.

Abstract:
In the scope of the thesis, the problem of tamper localization that may be made by unauthorized persons on medical images has been examined. In order to solve these problems, new methods for tamper localization on medical images have been proposed. The Least Significant Bit and the reversible method Difference Expansion are combined for the first time to increase the number of expandable blocks. Increasing the number of expandable blocks has increased the data embedding capacity. In this respect, the size of the Region of Interest which is the general problem of the methods proposed in the literature has been enlarged. Existing medical image watermarking systems are designed for image types such as Computed Tomography, Magnetic Resonance Imaging and Ultrason. There is not any method for watermarking Thermal Medical Images which has no harm to human health and become popular. Current methods are not applicable due to the characteristics of thermal medical images. Considering the properties of thermal images, a watermarking system based on Integer Wavelet Transform and Difference Expansion has been developed. Furthermore, for the first time in medical image watermarking systems, the robustness of data required for the watermark extraction has been increased by using secret sharing mechanisms. Difference Expansion that is a spatial domain technique was first applied to the frequency domain technique Integer Wavelet Transform coefficients. With this technique a large increase in the number of expandable blocks has been achieved. Therefore, the amount of data that can be hide in the medical image has been increased.