[发明专利]一种量子彩色图像的中值滤波方法及系统

权利要求书

1.一种量子彩色图像的中值滤波方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、制备待处理的量子彩色图像以及其八邻域彩色图像的QRMW表达式；

S2、根据量子彩色图像中值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彩色图像进行中值寻找，得到量子彩色图像表达式；

S3、对量子彩色图像表达式进行测量，从量子图像表达式中获取各个分量的信息，并根据各个分量的信息转换为量子彩色图像。

2.根据权利要求1所述的一种量子彩色图像的中值滤波方法，其特征在于，S1的具体过程包括：

S11、获取待处理的量子彩色图像的基本信息，所述基本信息包括图像的灰度信息、图像的尺寸信息、像素位置信息和颜色通道信息；

S12、将待处理的量子彩色图像进行循环移位，得到八幅邻域彩色图像，待处理的量子彩色图像与八幅邻域彩色图像一起得到九幅待处理图像；

S13、根据待处理的量子彩色图像的基本信息，设置九幅待处理图像对应的量子比特位；

S14、根据设置的量子比特位，制备九幅待处理图像各自的灰度信息、共用的像素位置信息以及颜色通道信息，得到像素位置信息、颜色通道信息与灰度信息的唯一映射的量子序列。

3.根据权利要求2所述的一种量子彩色图像的中值滤波方法，其特征在于，所述量子比特的设置方法为：

若待处理的量子彩色图像灰度信息的灰度值设置范围为[0，2^m]，尺寸大小为2ⁿ×2ⁿ，则九幅待处理图像中每幅图像对应的灰度信息均设置m个量子比特，则共设置9×m位量子比特，若颜色通道信息中颜色通道有i个，则设置i-1个量子比特表示颜色通道，设置2n个量子比特和2个辅助量子比特表示九幅待处理图像共用的像素位置信息。

4.根据权利要求2所述的一种量子彩色图像的中值滤波方法，其特征在于，步骤S14中，将像素位置信息与灰度信息唯一映射过程具体包括：

S141、遍历九幅待处理图像的像素信息，像素信息包括灰度信息、颜色通道信息和像素位置信息；

S142、制备待处理图像中的每个像素：

根据像素位置信息对应的量子比特和颜色通道对应的量子比特的初始态，进行H门变换，制备每个像素对应的像素位置和颜色通道的叠加态；

将需要的像素位置信息和颜色通道信息传递到辅助量子比特中，利用辅助量子比特控制灰度值的变化，得到像素位置信息与灰度信息的唯一映射关系；

根据像素位置信息与灰度信息的唯一映射关系，得到与像素位置、颜色通道对应的灰度值后将两个辅助量子比特使用置零门置零，并且还原对像素位置信息进行的所有操作；

S143、重复步骤S142，直至完成所有待处理图像中所有像素的制备。

5.根据权利要求1所述的一种量子彩色图像的中值滤波方法，其特征在于，步骤S2中中值滤波的具体过程包括：

S21、将待处理图像和八邻域彩色图像组成3×3的滤波模板，并利用量子比较器对模板内的像素进行比较排序：

先对3×3的滤波模板中每一行的三个像素进行比较排序；

再对3×3的滤波模板中每一列的三个像素进行比较排序；

S22、将进行排序后的3×3的滤波模板的第一行的最大像素值，第二行的中间像素值，第三行的最小像素值进行两两比较，最后得到的中间值就是3×3的滤波模板的中值。

6.根据权利要求5所述的一种量子彩色图像的中值滤波方法，其特征在于，所述量子比较器只输出一种比较结果，且在整个过程中使用两个辅助比特位完成比较排序，比较排序的过程为升序排序，对3×3的滤波模板中每一行的三个像素进行从左至右的升序排序，接着对3×3的滤波模板中每一列的三个像素进行从上到下的升序排序；升序排序的具体过程为：

将三个像素两两进行比较，得到两个像素中的较大值，并利用量子受控交换器，将较大值排在靠右或靠下的位置；完成升序排序后，三个像素中的最大值排在最右侧或最下侧。