电子信息前沿技术丛书 量子图像处理

第1章 绪论 1

1.1 研究意义 1

1.2 量子图像处理的产生与发展 3

1.3 本书组织结构 4

第2章 量子计算基础知识 7

2.1 量子计算和量子计算机 7

2.1.1 量子态及其叠加 8

2.1.2 量子态的时间演化及其幺正性 10

2.1.3 纠缠 10

2.1.4 量子不可克隆定理 11

2.2 研究量子计算机的原因 12

2.3 量子逻辑门 14

2.3.1 一位门 15

2.3.2 二位门 16

2.3.3 多位门 20

2.3.4 量子计算复杂性 21

2.4 本章小结 22

第3章 量子图像处理研究进展 23

3.1 概述 23

3.2 量子图像表示 24

3.2.1 Qubit Lattice 24

3.2.2 Real Ket 25

3.2.3 Entangled Image 26

3.2.4 FRQI 26

3.2.5 NEQR 27

3.2.6 NAQSS 29

3.2.7 QSMC＆QSNC 30

3.2.8 QUALPI 30

3.3 量子图像处理算法 31

3.3.1 几何变换 31

3.3.2 色彩处理 33

3.3.3 图像分割 34

3.3.4 特征提取 35

3.3.5 图像置乱 35

3.3.6 图像加密 36

3.3.7 信息隐藏和数字水印 37

3.4 本章小结 38

第4章 量子图像表示 39

4.1 INEQR 39

4.2 GQIR 40

4.2.1 GQIR表示 40

4.2.2 图像制备 41

4.3 本章小结 45

第5章 量子图像置乱 46

5.1 量子Arnold／ Fibonacci置乱 46

5.1.1 经典Arnold／ Fibonacci置乱原理 46

5.1.2 量子加法器 49

5.1.3 量子模N加法器 51

5.1.4 量子Arnold／Fibonacci置乱的GQIR表示 51

5.1.5 量子Arnold／ Fibonacci置乱的线路构建 52

5.1.6 量子Arnold／ Fibonacci逆置乱 52

5.1.7 量子Arnold／ Fibonacci置乱的例子 54

5.1.8 置乱线路复杂度分析 54

5.2 量子Arnold置乱的改进 55

5.2.1 对已有方案的分析 55

5.2.2 二进制运算的特殊性 56

5.2.3 量子Arnold置乱的改进 57

5.2.4 改进后算法的网络复杂度 59

5.3 量子Hilbert置乱 59

5.3.1 经典Hilbert置乱原理 59

5.3.2 Hilbert矩阵迭代公式的变形 61

5.3.3 量子Hilbert置乱 66

5.3.4 量子Hilbert逆置乱 72

5.3.5 量子Hilbert置乱的例子 72

5.3.6 网络复杂度 74

5.4 本章小结 74

第6章 量子图像几何操作 75

6.1 量子图像缩放 75

6.1.1 图像缩放概述 75

6.1.2 基于最近邻的图像缩放原理 76

6.1.3 量子图像放大 78

6.1.4 量子图像缩小 80

6.1.5 量子图像缩放的例子 81

6.1.6 网络复杂度 83

6.2 量子图像平移 83

6.2.1 图像平移概述 83

6.2.2 量子比较器 85

6.2.3 量子图像平移 86

6.2.4 复杂性分析 90

6.2.5 实验分析 91

6.3 本章小结 93

第7章 量子伪彩色处理 95

7.1 经典伪彩色编码原理 95

7.2 量子色图 99

7.2.1 量子色图表示 99

7.2.2 QCR的制备 99

7.3 量子伪彩色处理编码方案 102

7.3.1 量子算法 102

7.3.2 量子伪彩色编码的实现 104

7.3.3 复杂度分析 105

7.3.4 量子伪彩色处理的例子 108

7.4 本章小结 110

第8章 量子信息隐藏 111

8.1 量子LSB信息隐藏 111

8.1.1 经典LSB信息隐藏 111

8.1.2 量子LSB信息隐藏 112

8.1.3 量子LSB分块信息隐藏 114

8.1.4 实验模拟与分析 120

8.2 基于Moire条纹的量子信息隐藏 125

8.2.1 莫尔效应 125

8.2.2 基于莫尔条纹的量子信息隐藏 125

8.2.3 提取操作 128

8.2.4 实验模拟与分析 129

8.3 本章小结 132

参考文献 133