心电图小波变换下高效数据隐藏与保密技术

本文主要探讨了"心电图小波变换隐写技术及其应用"，这是一种创新的方法，旨在保护患者的心电图（ECG）数据，尤其是血压、血糖水平、血脂谱等个人健康信息，以防止在数据传输过程中遭受窃听和篡改。该技术利用整数小波变换（IWT）作为基础工具，结合标准差块（SD Block）、系数对齐技术和最低有效位替换策略来实现数据隐藏。 整数小波变换是一种非线性信号处理技术，它能有效地分解信号，提取出信号的多尺度和多频率特性，这对于数据隐藏提供了良好的载体。通过计算宿主心电图块的标准化差，作者能够精确地将数据比特嵌入到IWT系数中，使得嵌入过程既保持信号的逼真度，又不会显著降低信号质量。 标准差块技术通过划分数据块并计算每个块的标准差，提供了有效的数据分布策略，有助于隐藏信息而不影响原始信号的统计特性。系数对齐技术则确保了隐藏信息与原始数据的同步，避免了数据嵌入后的混乱。 最低有效位替换方法是将秘密信息嵌入到系数的最低有效位中，这样可以最大程度地减小对原始信号的影响，提高数据隐藏的隐蔽性和安全性。研究结果显示，当有效负载超过15.5Kb时，这种方法在有效载荷和信噪比方面表现优于现有的心电图隐写技术。 本文提出的隐写术在保护隐私的同时，还具有良好的感知质量和抵抗攻击的能力，特别适合于便携式生物测量设备和可穿戴电子设备的使用场景，如家庭健康监测设备。此外，由于采用了开放访问的CCBY-NC-ND许可证，这使得研究人员和公众可以无障碍地获取和研究这一创新技术。 这篇论文的重要贡献在于提供了一种高效且安全的心电图数据隐藏方法，对于维护网络环境下个人健康数据的安全具有重要意义。通过整数小波变换和精心设计的隐藏策略，作者展示了如何在保护隐私的同时，支持远程医疗和在线健康管理的需求。