[發(fā)明專利]一種基于量子離散余弦變換的量子水印認(rèn)證方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310288164.4
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN103366334A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊宇光;夏娟
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00;G06F21/16
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

1.一種基于量子離散余弦變換的量子水印認(rèn)證方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一，將量子水印嵌入量子載體圖像，具體方法如下：

（1）對量子載體彩色圖像施加QDCT；

首先將載體彩色圖像的信息用量子態(tài)表示；假設(shè)載體圖像和水印圖像均為n×n的彩色圖像；提取載體圖像每個像素的紅、綠和藍(lán)三個顏色通道，即R、G和B通道的灰度值，然后將這三個灰度值分別除以255，得到顏色量子比特，表示如下：

|r_j>_r＝(cosθ_j|0>+sinθ_j|1>)_r

|g_j>_g＝(cosω_j|0>+sinω_j|1>)_g

式中，|r_j>_r、|g_j>_g和|b_j>_b分別代表R、G和B三個通道灰度值的顏色量子比特；θ_j,ω_j,j＝0,1,...,2²ⁿ-1，分別由R、G和B通道的灰度值除以255得到；

載體彩色圖像的量子態(tài)表示為：

|O>=12nΣj=022n-1|rj>r|gj>g|bj>b⊗|j>]]>

式中，|Ο>為載體彩色圖像的量子態(tài)表示；表示張量積；|j>是位置量子比特矢量；

對于二維圖像，位置量子比特矢量|j>的信息包括兩個部分：圖像的垂直坐標(biāo)和水平坐標(biāo)；對于2n個量子比特所制備的量子圖像中，位置量子比特矢量表示為：

|j>＝|y>|x>＝|y_n-1y_n-2...y₀>|x_n-1x_n-2...x₀>,x_j,y_j∈{0,1}

式中，對于j＝0,1,...,2²ⁿ-1，y_n-1y_n-2...y₀代表垂直坐標(biāo)軸的位置，x_n-1x_n-2...x₀代表水平坐標(biāo)軸的位置；

其次，對量子載體彩色圖像進(jìn)行QDCT操作，即：

QDCT(|O>)=QDCT(12nΣi=022n-1|ri>r|gi>g|bi>b⊗|i>)]]>

=12nΣi=022n-1QDCT(|ri>r|gi>g|bi>b)⊗|i>]]>

QDCT僅僅作用在量子載體彩色圖像|Ο>的顏色量子比特上，是一個三量子比特的幺正算子；

（2）將水印圖像嵌入經(jīng)過QDCT的量子載體彩色圖像；

首先提取水印圖像每個像素的R、G和B三個通道的灰度值，分別除以255，得到ψ_j，υ_j，τ_j，即將水印圖像的顏色信息轉(zhuǎn)換成量子旋轉(zhuǎn)操作，表示為：

U=cosψjsinψj-sinψjcosψj]]>

V=cosυjsinυj-sinυjcosυj]]>

W=cosτjsinτj-sinτjcosτj]]>

式中，U、V、W分別表示水印圖像每個像素的R、G和B三個通道的灰度信息的量子旋轉(zhuǎn)操作；ψ_j、υ_j、τ_j分別為水印圖像每個像素的R、G和B三個通道的灰度值分別除以255得到的結(jié)果；

然后，將水印圖像嵌入經(jīng)過QDCT的量子載體彩色圖像，即：

U⊗V⊗WQDCT(|O>)]]>

（3）施加逆QDCT，得到帶水印的量子彩色圖像|Ο_W>，即：

|OW>=inQDCT{U⊗V⊗WQDCT(|O>)}]]>

式中，|Ο_W>表示帶水印的量子彩色圖像；inQDCT表示逆QDCT；

步驟二，進(jìn)行量子水印認(rèn)證，具體方法如下：

（1）對帶水印的量子彩色圖像|Ο_W>施加QDCT操作，得到即：

QDCT|OW>=QDCT{inQDCT{U⊗V⊗WQDCT(|O>)}}]]>

=U⊗V⊗WQDCT(|O>)]]>

（2）去除量子水印，操作如下：

U+⊗V+⊗W+{U⊗V⊗WQDCT(|O>)}]]>

=QDCT(|O>)]]>

式中，U⁺，V⁺，W⁺分別代表U，V，W的轉(zhuǎn)置共軛；

（3）施加逆QDCT，得到原始量子彩色圖像，即：

|Ο>＝inQDCT{QDCT(|Ο>)}。