一种量子彩色图像锐化滤波方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种量子彩色图像锐化滤波方法及系统，属于量子计算领域。该方法包括以下步骤：S1：制备待处理图像和其八邻域图像的QRMW表达式；S2：设计基于Sobel算子的量子彩色图像锐化滤波的量子线路，并对S1制备的量子彩色图像和其八邻域图像进行计算，获取边缘梯度；S3：对S2处理后的量子彩色图像表达式进行测量，得到图像表达式中的信息，并将其转化为经典彩色图像信息。本发明专利技术通过对辅助比特的复用以及对彩色图像的制备的优化，使得基于Sobel算子的量子彩色图像锐化滤波算法得以实现，大幅度提高了量子彩色图像处理的性能，为后续处理量子图像打下了基础。后续处理量子图像打下了基础。后续处理量子图像打下了基础。

【技术实现步骤摘要】
一种量子彩色图像锐化滤波方法及系统


[0001]本专利技术属于量子计算领域，涉及一种量子彩色图像锐化滤波方法及系统。

技术介绍

[0002]量子图像处理是一门新兴的学科，它专注于将传统的图像处理任务和操作扩展到量子计算框架，主要工作是利用量子计算技术捕获、操纵、并恢复不同格式和不同用途的量子图像[1,2]。随着量子计算和量子信息的快速发展，量子计算机比经典计算机展现出了广阔的前景。
[0003]边缘检测是图像处理和计算机视觉的基本问题，其目的是识别数字图像亮度变化明显的点，再与原图像进行数学运算，得到的原图像更适合人类识别或计算机的后续处理。图像边缘检测是数字图像处理中不可缺少的一项任务，它可以显著减少数据量，消除可以认为无关的信息，保持图像的重要结构属性。然而，由于实际应用中图像数据的急剧增加，实时问题已经成为经典图像处理的一个限制。在经典图像处理领域中，彩色图像的锐化滤波的研究已经较为成熟，但量子图像锐化滤波近几年才被研究人员提出，处于起步阶段，目前尚不完善。因此，利用量子特有的并行性，设计更高效的量子彩色图像锐化滤波方案是一个值得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种量子彩色图像锐化滤波方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1：制备待处理的量子彩色图像和其八邻域图像的QRMW表达式；S2：设计基于Sobel算子的量子彩色图像锐化滤波算法的量子线路，对制备的量子彩色图像以及其八邻域图像进行边缘梯度计算；S3：对处理之后的量子彩色图像表达式进行测量，获取的量子图像表达式中各个分量的信息，并将其转化为经典图像信息。2.根据权利要求1所述的一种量子彩色图像锐化滤波方法，其特征在于：所述S1具体为：S11：获取原彩色图像八邻域的信息，包括图像的灰度信息、图像的尺寸信息和颜色通道信息；八邻域信息的获取方法：八邻域彩色图像的灰度信息与待锐化滤波的彩色图像有关，通过对原图像进行循环移位的方式，每进行循环移位一次获取一幅邻域彩色图像，进行八次循环移位获取八幅邻域图像；S12：根据待处理图像的信息设置与对应的量子比特位；所述量子比特的设置方法为：待处理图像的灰度值设置范围为[0,2
m
]，尺寸大小为2
n
×2n
，则每幅图像对应的灰度信息为m个量子比特；颜色通道有3个，则需要2个量子比特表示颜色通道；由于待处理图像和八邻域图像共用位置信息，需2n个量子比特和2个辅助量子比特；S13：通过待处理图像与八邻域图像共用相同的位置信息和颜色通道信息来控制各自的灰度信息，得到像素位置信息、颜色通道信息和灰度信息的唯一映射的量子序列。3.根据权利要求1所述的一种量子彩色图像锐化滤波方法，其特征在于：所述步骤S2具体为：S21；使用m位量子加法器，将垂直方向的Sobel算子3
×
3掩膜和水平方向的Sobel算子3
×
3掩膜覆盖在原彩色图像上，分别进行累加求和；S22；设计m位量子比较器，将S21计算的结果进行比较排序，并且再使用m位量子减法器，获取量子彩色图像垂直方向的边缘梯度和水平方向的边缘梯度的绝对值；S23；将S22计算的两个结果再次进行累加，并且通过阈值判断，当最后结果G大于2
m
，则为G＝2
m
‑
1，当最后结果小于2
m
，则最后结果为G。4.根据权利要求3所述的一种量子彩色图像锐化滤波方法，其特征在于：所述步骤S21具体为：S211：设计2倍模块，将输入值全面进行向高位进行移位一次，使得输出值为输出值的二倍，实现Sobel算子中的二倍计算；S212；首先设辅助量子比特|c0>＝|0>和|c
i+1
>＝|MAJ(a
i
,b
i
,c
i
)>，定义模块得到并且|s
n
>＝|c
n
>；按照从|...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁素真，卿显荣，乔治钦，张露元，李顺龙，李俊希，胡清翔，邓文皙，张晓蕾，王玉蝉，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：