一种基于量子哈尔小波变换的量子图像水印嵌入方法技术

本发明专利技术公开了一种基于量子哈尔小波变换的量子图像水印嵌入方法，涉及量子图像处理技术领域，具体包括对量子图像进行初始化、对图像进行处理变换、嵌入水印信息、还原图像信息、量子水印信息提取步骤。本发明专利技术设计只要在基础设备增加产生量子态的设备；通过分解载体图像，将水印信息嵌入分解后图像的对角线子带的颜色信息的最小有效位中，使得水印的嵌入效果好，具有较强的鲁棒性和不易察觉性，使水印嵌入而不破坏原图像，载体图像的保真度可以得到保证；利用最低有效位嵌入法来嵌入水印信息，以实现量子图像的版权保护；其整体方案较为简单，易于在实际量子计算机中实现。易于在实际量子计算机中实现。易于在实际量子计算机中实现。

【技术实现步骤摘要】
一种基于量子哈尔小波变换的量子图像水印嵌入方法


[0001]本专利技术涉及量子信息传输
，尤其是一种基于量子哈尔小波变换的量子图像水印嵌入方法。

技术介绍

[0002]量子图像处理是一门新兴的子学科，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中。与经典的图像处理不同，图像被存储在量子计算机的量子比特中。利用量子计算优秀的并行计算能力可以大大减少图像存储空间和处理图像所需的电路大小，为图像处理提供了更多的可能性。
[0003]图像作为现代社会人类传递信息的重要载体，如果在互联网上进行肆意的传播而不考虑版权拥有者的权益，必将造成严重的后果。采用图像水印技术对图像进行处理，可以将版权信息有效嵌入到图像之中，使得版权所有者的权益得到技术上的保护。
[0004]为实现量子图像水印的嵌入和提取，一些理论性的算法逐渐实际化。文献《Quantum watermarking scheme through Arnold scrambling and LSB steganography》中提出了基于阿诺德变换和LSB方法来实现水印的嵌入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于量子哈尔小波变换的量子图像水印嵌入方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、对量子信息进行初始化：制备基于NEQR模型的量子图像；S2、对量子图像进行处理：利用量子哈尔小波水印分解图像，得到图像的四个子带；S3、水印信息嵌入：利用LSB水印嵌入法将水印信息嵌入到原始图像的对角线细节子带的颜色最低有效位中；S4、还原图像：利用量子哈尔小波水印来还原图像信息；S5、水印提取：利用量子小波变换和原始图像来提取水印图像。2.根据权利要求1所述的一种基于量子哈尔小波变换的量子图像水印嵌入方法，其特征在于，所述S1中，对量子信息进行初始化的具体方法包括如下步骤：S1.1、利用NEQR模型将经典灰度图像转换为量子图像表示方法；S1.2、利用量子寄存器，通过测量每个基矢的振幅来得到需制备的量子态。3.根据权利要求2所述的一种基于量子哈尔小波变换的量子图像水印嵌入方法，其特征在于，所述S1.1中，NEQR模型量子图像的具体算法公式如下：假设制备一副2
n
×2n
大小灰度值为2
q
的图像，则图像像素的颜色值与坐标值可以用量子态编码为：的图像，则图像像素的颜色值与坐标值可以用量子态编码为：|i>＝|y>|x>＝|y
n
‑1y
n
‑2…
y0>|x
n
‑1x
n
‑2…
x0>,x
i
,y
i
∈{0,1}其中|I>表示量子图像，|c
i
>表示颜色信息，|i>表示位置信息，k表示在0到q
‑
1之间的任意值，|y>表示纵方向的坐标信息，|x>表示横方向的坐标信息，x
i
表示横方向坐标信息的第i位编码比特，y
i
表示纵方向坐标信息的第i位编码比特。4.根据权利要求1所述的一种基于量子哈尔小波变换的量子图像水印嵌入方法，其特征在于，所述S2中，对量子图像进行处理包括如下步骤：S2.1、利用交换门排列组合构成整体位移门S2.2、利用受控门和受控哈德曼门构成有效的量子哈尔小波变换线路；S2.3、利用量子哈尔小波变换线路分解存储在量子寄存器中的量子图像，得到图像的近似子带、水平子带、垂直子带和对角线子带。5.根据权利要求4所述的一种基于量子哈尔小波变换的量子图像水印嵌入方法，其特征在于，所述S2.3中，图像分解的具体表达式如下：其中，|C>表示载体图像，|C
D
>表示分解后的图像，I2表示2
×
2的恒等算子表示q个恒等算子，H表示hadamard算子q表示颜色信息的量子线路的数目，n表示表示位置信息的量子线路数目，表示n个恒等算子，表示q+n
‑
1个恒...

【专利技术属性】
技术研发人员：马鸿洋，于翼铭，高洁，曲英杰，邱田会，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：