Приховування рентгенівських зображень у рентгенівських зображеннях із використанням стеганографічних перетворень

Abstract

Ensuring the confidentiality of biomedical images is an important task in modern medical information systems, especially in the context of telemedicine development. X-ray images are widely used for diagnostics and are transmitted over communication n networks, which increases the risk of unauthorized access and data leakage. Traditional cryptographic methods provide a high level of data protection but do not conceal the fact of data transmission, which limits their effectiveness in certain applications. This paper investigates a steganographic approach to biomedical image protection based on embedding one X-ray image into another X-ray image. The purpose of the study is to ensure high quality of the container image and to minimize visual distortions during embedding. Methods in both spatial and frequency domains are used, in particular embedding based on Walsh– Hadamard transform coefficients. Experimental results show that avoiding coefficient normalization during the forward transform and applying normalization only at the inverse stage reduces distortions and preserves high visual quality even at full container capacity. It is established that embedding in transform coefficients provides higher container capacity compared to spatial-domain methods. The obtained results confirm the effectiveness of using X-ray images as containers for hiding images of the same type, ensuring high imperceptibility and steganographic robustness.

Забезпечення конфіденційності біомедичних зображень є важливою задачею сучасних медичних інформаційних систем, особливо в умовах розвитку телемедицини. Рентгенівські зображення широко використовуються для діагностики та передаються через мережі, що підвищує ризик несанкціонованого доступу та витоку інформації. Традиційні криптографічні методи забезпечують високий рівень захисту даних, однак не приховують самого факту передачі, що обмежує їх ефективність у ряді практичних застосувань. У роботі досліджується стеганографічний підхід до захисту біомедичних зображень, який передбачає приховування одного рентгенівського зображення в іншому рентгенівському зображенні. Метою дослідження є забезпечення високої якості зображення-контейнера та мінімізація візуальних спотворень при вбудовуванні. Використано методи приховування у просторовій та частотній областях, зокрема із застосуванням коефіцієнтів перетворення Уолша-Адамара. Експериментальні результати показали, що відмова від нормалізації коефіцієнтів при прямому перетворенні та її виконання лише на етапі зворотного перетворення дозволяє зменшити рівень спотворень і забезпечити високу якість зображення навіть при повному заповненні контейнера. Встановлено, що використання коефіцієнтів перетворення забезпечує більшу інформаційну ємність контейнера порівняно з методами просторової області. Отримані результати підтверджують ефективність використання рентгенівських зображень як контейнерів для приховування зображень того ж типу та забезпечують високу стеганостійкість і непомітність змін.