[发明专利]基于双线性插值的GQIR量子图像的缩小与放大方法

摘要

本发明公开了一种基于双线性插值的GQIR量子图像缩放线路的缩小与放大方法。从量子存储方式来看，它能表示任意尺寸的图像。从插值方法来看，它的缩放效果优于最近邻域插值方法。本发明适用于很多实际的图像处理应用领域，例如量子图像水印，都需要高效的量子图像缩放技术，并对量子计算理论完善和应用有重大意义。本发明同时披露了基于双线性插值的GQIR量子图像缩放线路的设计方法，以及实现它的量子线路设计图。设计图使用基本的量子比特门(包括量子比特受控门和单量子比特门)实现线路。

主权项

一种基于双线性插值的GQIR量子图像缩放线路的放大方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将双线性插值放大后的图像定义为目标图像，被双线性插值放大的图像定义为原图像；目标图像的空间坐标与原图像的空间坐标存在映射关系：ry=H′H,rx=W′W]]>其中H′×W′定义量子目标图像的尺寸，H×W定义量子原图像的尺寸；|Y′X′>＝|Y′>|X′>＝|y0y1...yh‑1>|x0x1...xw‑1〉,yi,xi∈{0,1}定义量子目标图像的空间坐标；|YX〉＝|Y〉|X〉＝|y0y1...yh‑1〉|x0x1...xw‑1〉,yi,xi∈{0,1}定义量子原图像的空间坐标；ry定义空间Y轴的缩放比例，rx定义空间X轴的缩放比例；(2)量子可逆除法器对应的酉算子定义为UD；UD作用到|Y′〉,|ry〉，可以推出其中表示空间Y轴的相对偏移量；同理，可以推出表示空间X轴的相对偏移量；(3)目标图像中坐标(Y′,X′)的亮度定义为|CY′,X′〉，亮度|CY′,X′〉是由原图像中空间坐标(Y,X),(Y,X+1),(Y+1,X),(Y+1,X+1)对应的像素值以及步骤(2)中的相对偏移量决定的；其计算公式如下：|CY′,X′>=(1-Oy)(1-Ox)f(Y,X)+Oy(1-Ox)f(Y+1,X)+(1-Oy)OXf(Y,X+1)+OyOxf(Y+1,X+1)=[1-(Y′ry-Y)]×[1-(X′rX-X)]×|CY,X>+(Y′ry-Y)×[1-(X′rX-X)]×|CY+1,X>+[1-(Y′ry-Y)]×(X′rX-X)×|CY,X+1>+(Y′ry-Y)×(X′rX-X)×|CY+1,X+1>=[ry-(Y′-Y×ry)]×[rx-(X′-X×rx)]×|CY,X>+(Y′-Y×ry)×[rx-(X′-X×rx)]×|CY+1,X>+[ry-(Y′-Y×ry)]×(X′-X×rx)×|CY,X+1>+(Y′-Y×ry)×(X′-X×rx)×|CY+1,X+1>(ry×rx)]]>其中，公式中的算术操作使用量子可逆线路，即减法操作使用量子可逆减法器实现，乘法操作使用量子可逆乘法器，除法操作使用量子可逆除法器操作。