[發明專利]一種基于量子算法的圖像相似度識別方法、裝置及設備

有效

• 申請號: 202010470833.X
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111626368B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 劉幼航;聶宏飛;劉強;金長新
• 申請（專利權）人: 濟南浪潮高新科技投資發展有限公司
• 主分類號: G06V10/74
• 分類號: G06V10/74;G06N10/60;G06K9/62
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 侯珊

1.一種基于量子算法的圖像相似度識別方法，其特征在于，包括：

接收待識別的目標圖像對，并分別將所述目標圖像對中兩個目標圖像劃分為預設數量的像素塊；

根據所述預設數量確定對每個目標圖像中各所述像素塊的像素位置進行表示的等權重的目標計算基矢，并將各像素位置比特制備至所述目標計算基矢的等權重疊加態；

分別獲取各所述像素塊的像素值，并確定各所述像素值分別對應的像素值比特；

構造各所述像素位置比特與對應的各所述像素值比特的糾纏態，得到兩個所述目標圖像分別對應的第一比特串和第二比特串；

構造所述第一比特串和所述第二比特串的張量積，得到目標比特串；其中，所述目標比特串中各項對應的比特位數為所述第一比特串及所述第二比特串的比特位數的二倍；

獲取所述目標比特串各項的目標輔助比特位；

根據各所述目標輔助比特位對所述目標圖像對進行相似度識別。

2.根據權利要求1所述的基于量子算法的圖像相似度識別方法，其特征在于，獲取所述目標比特串各項的目標輔助比特位，包括：

將所述目標比特串按左右順序劃分為比特位數相同的前子比特串和后子比特串；

將所述前子比特串和所述后子比特串的各對應比特位作為兩個受控非門的控制比特，并通過兩個所述受控非門的輸出端連接的Pauli-X門計算，分別得到各項的當前輔助比特位；其中，所述當前輔助比特位的比特位數與所述前子比特串及所述后子比特串的比特位數相同；

將各項的當前輔助比特位分別添加到各項比特位的尾部；

判斷所述當前輔助比特位數是否為單量子比特；

若是，則將各所述當前輔助比特位確定為對應項的目標輔助比特位；

若否，計算下一輔助比特位的比特位數，并將所述下一輔助比特位的各比特位初始化為|0＞狀態；根據所述當前輔助比特位的比特位數的奇偶性，利用對應的輔助位計算算法計算所述下一輔助比特位；將所述下一輔助比特位確定為當前輔助比特位，并重復執行所述將各項的當前輔助比特位分別添加到各項比特位的尾部的步驟。

3.根據權利要求2所述的基于量子算法的圖像相似度識別方法，其特征在于，計算下一輔助比特位的比特位數，包括：

對所述當前輔助比特位數做除以二向上取整運算，得到所述下一輔助比特位的比特位數；

根據所述當前輔助比特位的比特位數的奇偶性，利用對應的輔助位計算算法計算所述下一輔助比特位，包括：

對所述當前輔助比特位以從左到右或從右向左每相鄰兩個比特位為一組進行劃分，得到各比特組；

當所述當前輔助比特位的比特位數為偶數時，分別以各所述比特組中兩個比特位作為Toffoli門的控制比特位，將所述下一輔助比特位的各初始化比特位作為所述Toffoli門的目標比特位，計算得到所述下一輔助比特位；

當所述當前輔助比特位的比特位數為奇數時，針對包含兩個比特位的各所述比特組，分別以各所述比特組中兩個所述比特位作為所述Toffoli門的控制比特位，將所述下一輔助比特位的各所述初始化比特位作為所述Toffoli門的目標比特位，計算所述下一輔助比特位中的各對應比特位；將僅包含一個比特位的比特組作為控制非門的控制位，將所述下一輔助比特位中對應的初始化比特位作為目標比特位，計算所述下一輔助比特位中的對應比特位；將兩次計算得到的各所述比特位按照與比特組劃分左右順序進行組合連接，得到所述下一輔助比特位。

4.根據權利要求2或3所述的基于量子算法的圖像相似度識別方法，其特征在于，根據各所述目標輔助比特位對所述目標圖像對進行相似度識別，包括：

將所述目標比特串中所述目標輔助比特位為|1＞的項確定為目標項；

對各所述目標項進行讀取操作，得到各所述目標項占所述目標比特串的總項數的概率值；

將所述概率值與所述預設數量進行乘積運算，得到所述目標圖像對的相似度。