[发明专利]一种量子彩色图像的中值滤波方法及系统

说明书

本发明公开了一种量子彩色图像的中值滤波方法及系统，包括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；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；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；同时实现对九副彩色图像进行量子制备，并对量子线路中辅助量子比特进行了复用，同时加入辅助图像来降低量子线路中的量子比特位数和减少冗余的量子元件，大大提高了量子图像表达算法的性能；且本发明的量子彩色图像中值滤波算法可以量子模拟器上实现。

技术领域

本发明属于量子计算领域，具体涉及一种量子彩色图像的中值滤波方法及系统。

背景技术

量子图像处理是量子计算与视觉信息处理相结合的交叉学科，为量子计算机的普及做算法上的准备，主要处理的对象是视觉数据，也是众多应用领域的核心课题。与经典的图像处理不同，量子图像处理是一门融合了量子力学、计算机科学和信息科学的交叉学科。量子图像处理的并行性、叠加性及其测量的不确定性是优于经典图像处理的根本。

图像的中值滤波是图像处理中一个重要的预处理步骤。由于数字图像在传输和使用过程中，常常会因为成像系统、传输介质和记录设备不完善等原因，不可避免的遭受到噪声的干扰，使得图像品质下降，从而影响图像的后续处理，因此在对图像进行进一步处理之前，常常使用图像增强技术来改善图像的质量。在经典图像处理领域中，图像中值滤波的研究已经较为成熟，但量子图像中值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。目前量子图像中值滤波处于对灰度图像的处理且其生成的整体量子线路的复杂，使得使用的量子比特多，因此，如何利用量子特有的并行性，设计更高效的量子彩色图像中值滤波方案是一个值得进一步探究的课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何得到一种高效的量子彩色图像中值滤波的量子线路，目的在于提供一种量子彩色图像的中值滤波方法及系统，利用一种新的量子彩色图像存储模型QRMW表达量子彩色图像中值滤波，对待处理图像以及其领域基于QRMW表达式的制备过程进行优化，大大提高了量子图像表达算法的性能，使其在经典计算机下仿真更加易于实现，且为处理更大尺寸的量子图像提供了可能，提高了量子图像算法的能力。

本发明通过下述技术方案实现：

一种量子彩色图像的中值滤波方法，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。

进一步地，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；

由于八邻域彩色图像的灰度信息与待处理的量子彩色图像有关，则可以通过对原图像进行循环移位的方式，每进行循环移位一次可获取一幅邻域彩色图像，进行八次循环移位即可获取八幅邻域图像。

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。