[發明專利]基于量子傅里葉變換的遙感圖像去噪方法

有效

• 申請號: 202011506531.X
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112529812B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 馬鐘;楊丹青;毛鶴亭;趙裴翔;趙逸群;劉睿嬌;魏璐;劉倩玉;李陽陽
• 申請（專利權）人: 西安微電子技術研究所;西安電子科技大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 陳宏社;王品華

1.一種基于量子傅里葉變換的遙感圖像去噪方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)對空域遙感圖像進行量子化編碼：

獲取S幅空域遙感圖像F＝{F₁,F₂,...,F_s,...,F_S}，并采用QImR編碼方法對每幅空域遙感圖像F_s進行量子化編碼，得到空域量子遙感圖像集合|F＝{|F₁,|F₂,...,|F_s,...,|F_S}，其中S≥1，F_s表示大小為M×N的第s幅空域遙感圖像，|F_s表示F_s對應的空域量子遙感圖像；

(2)在量子計算機中對每幅空域量子遙感圖像|F_s進行量子傅里葉變換：

在量子計算機中對每幅空域量子遙感圖像|F_s進行量子傅里葉變換U_QFT，得到頻域量子遙感圖像集合|I＝{|I₁,|I₂,...,|I_s,...,|I_S}，其中|I_s表示|F_s對應的頻域量子遙感圖像；

(3)在量子計算機中對每幅頻域量子遙感圖像|I_s進行量子濾波：

(3a)初始化輔助量子比特|q的基態為|0，閾值為其中，m、n表示量子計算機的所有量子位在二維空間的行數和列數，表示向上取整；

(3b)在量子計算機中計算每幅頻域量子遙感圖像|I_s每個像素點(u_s,v_s)與中心點(2^m-1,2^n-1)的距離D(u_s,v_s)：

(3c)在量子計算機中定義量子濾波函數H(u_s,v_s)：

其中，|0和|1為兩個量子基態；

(3d)在量子計算機中將每幅頻域量子遙感圖像|I_s與輔助量子比特|q進行張量積操作，得到量子疊加態|I_s|q，并利用量子濾波函數H(u_s,v_s)對|I_s|q進行異或操作，得到包括高頻量子遙感圖像|I_s|0和低頻量子遙感圖像|I_s|1的頻域量子遙感圖像|I_s〉，其中，|I_s|q的異或操作公式為：

其中，|u_sv_s表示頻域量子遙感圖像|I_s中像素點(u_s,v_s)對應的量子基態，表示|u_sv_s對應的概率幅；

(3e)在量子計算機將高頻量子遙感圖像|I_s|0中每個像素點對應的量子基態的概率幅置為0，實現高頻量子遙感圖像|I_s|0的抑制，得到僅包含低頻量子遙感圖像|I_s|1的頻域量子遙感圖像|I_s′；

(4)在量子計算機中獲取每幅空域遙感圖像F_s的去噪結果：

(4a)在量子計算機中對每幅頻域量子遙感圖像|I_s′進行逆量子傅里葉變換得到去噪后的空域量子遙感圖像|I″_s；

(4b)在量子計算機中采用QImR編碼方法對去噪后的每幅空域量子遙感圖像|I″_s進行量子化解碼，得到去噪后的S幅空域遙感圖像F′＝{F₁′,F₂′,...,F_s′,...,F_S′}。