[发明专利]基于NEQR表达的量子FAST角点检测方法

权利要求书

1.基于NEQR表达的量子FAST角点检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、制备中心图像和辅助图像的NEQR表达式；

S2、设计量子可逆减法器和求绝对值的量子线路，基于步骤S1的NEQR表达式计算获得中心图像和辅助图像的像素差值；

S3、设计量子比较器线路，使步骤S2获得的像素差值与图像角点所需要的阈值进行比较；

S4、通过量子测量提取步骤S3的比较结果和中心图像的位置信息，并将比较结果和中心图像的位置信息制备到步骤S1的NEQR表达式中；

S5、设计角点检测的量子线路，基于步骤S4制备的NEQR表达式获得角点图像表达式；

S6、对S5的量子线路进行测量，得到图像中的灰度信息与位置信息，并将其转化为经典图像信息。

2.根据权利要求1所述的基于NEQR表达的量子FAST角点检测方法，其特征在于，步骤S1的具体过程为：

S11、获取中心图像和辅助图像的图像信息，所述图像信息包括图像像素值信息和图像大小信息；

S12、根据获取的中心图像和辅助图像设置对应的量子比特位，所述量子比特位包括每幅图像对应的灰度信息对应的量子比特位、使中心图像和辅助图像共用一个位置信息对应的量子比特位、辅助图像排序使用的量子比特位和位置辅助量子比特位；

S13、通过中心图像和辅助图像公用的位置信息来控制中心图像的像素值信息，通过公用位置和排序位置信息来控制辅助图像的像素值信息，得到位置信息和排序位置信息共同与灰度信息的唯一映射的量子序列。

3.根据权利要求1所述的基于NEQR表达的量子FAST角点检测方法，其特征在于，步骤S1中，中心图像为待检测图像，辅助图像为中心图像基于邻域表示选取的图像；邻域表示的具体过程如下：

选择一张图像作为待检测图像，选取x为奇数的x×x的邻域，将邻域从待检测图像的起始位置平滑移动遍历完待检测图像，将所有邻域的中心位置的图像信息依次存储在中心图像中，以邻域中心位置为圆心，(x-1)/2为半径做圆，选取圆经过的像素点，中心位置以y轴正方向与圆交集的角点的左1作为第一个像素点，顺时针方向依次将选取到的2^a个像素点分别存储在2^a个辅助图像中，平滑移动后圆的同一位置的图像信息存储在同一个辅助图像中，将这2^a个图像按同一位置指定顺序依次存放在最终辅助图像中，并使用a位二进制来依次排序这2^a个图像。

4.根据权利要求1所述的基于NEQR表达的量子FAST角点检测方法，其特征在于，步骤S2的具体过程为：

S21、设计m位的量子减法器线路，实现辅助图像减中心图像的运算，获得相减的结果和用于符号位的最后一位借位；

S22、设计绝对值量子线路，实现利用符号位将步骤S21的原码转为补码的运算，获得中心图像和辅助图像的像素信息差值。

5.根据权利要求4所述的基于NEQR表达的量子FAST角点检测方法，其特征在于，步骤S21的具体过程如下：

S211、利用可控非CNOT门和控-控-非Toffoli门形成一位量子全减器；

S212、利用步骤S211获得的一位量子全减器，通过将表示借位信息的两个量子比特设置为两个恒定辅助位，并通过置零门在一位减法运算完成后对其进行不断复用，从而将m个一位量子全减器叠加到一起形成m位量子全减器；

S213、将步骤S1的输出量子比特作为步骤S212中的n位量子全减器的输入，完成辅助图像的像素减中心图像的像素，输出为量子比特串与最后一个借位信息。