[發(fā)明專利]基于量子圖像的水印嵌入方法、提取方法和量子線路

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110142897.1
• 申請(qǐng)日: 2021-02-02
• 公開（公告）號(hào): CN112801845A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏戰(zhàn)紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京石油化工學(xué)院
• 主分類號(hào): G06T1/00
• 分類號(hào): G06T1/00;H04L9/08
• 代理公司: 北京細(xì)軟智谷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11471
• 代理人: 鮑亞平

1.一種基于量子圖像的水印嵌入方法，其特征在于，包括：

分別準(zhǔn)備一幅載體量子圖像和一幅水印量子圖像；

根據(jù)所述水印量子圖像構(gòu)建溢出算子、旋轉(zhuǎn)算子以及用于控制水印嵌入位置的密鑰，并進(jìn)而建立嵌入整幅圖像所需的嵌入算子；

利用所述嵌入算子對(duì)所述載體量子圖像進(jìn)行運(yùn)算，以得到嵌入水印的量子圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水印嵌入方法，其特征在于，所述載體量子圖像為2ⁿ×2ⁿ像素大小，所述水印量子圖像為2^m×2^m像素大小，所述載體量子圖像和所述水印量子圖像分別以如下表達(dá)式表示：

其中，|C表示載體量子圖像，|W表示水印量子圖像，表示載體量子圖像上各像素點(diǎn)的像素值，表示水印量子圖像上各像素點(diǎn)的像素值，m≤n。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水印嵌入方法，其特征在于，所述根據(jù)所述水印量子圖像構(gòu)建溢出算子、旋轉(zhuǎn)算子以及用于控制水印嵌入位置的密鑰，具體為：

根據(jù)所述水印量子圖像上各像素點(diǎn)像素值的大小，構(gòu)建得到的溢出算子C_k、旋轉(zhuǎn)算子R_k，其分別表示為：

根據(jù)所述水印量子圖像的像素?cái)?shù)量，構(gòu)建描述各嵌入點(diǎn)位置坐標(biāo)的序列Key作為密鑰，其中所述序列Key中元素個(gè)數(shù)為所述水印量子圖像的像素個(gè)數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水印嵌入方法，其特征在于，將載體量子圖像上一嵌入點(diǎn)k所對(duì)應(yīng)的嵌入算子定義為P_k＝C_kR_k；所述得到的嵌入整幅圖像所需的嵌入算子U_e，具體為：

5.一種基于量子圖像的水印提取方法，該提取方法針對(duì)權(quán)利要求1中所得到嵌入水印的量子圖像，其特征在于，包括：

根據(jù)所述嵌入水印的量子圖像和載體量子圖像、利用水印嵌入時(shí)構(gòu)建的嵌入算子進(jìn)行逆運(yùn)算，以得到嵌入的水印量子圖像。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水印提取方法，其特征在于，所述載體量子圖像為2ⁿ×2ⁿ像素大小，所述水印量子圖像為2^m×2^m像素大??；所述載體量子圖像和所述水印量子圖像分別以如下表達(dá)式表示：

其中，|C表示載體量子圖像，|W表示水印量子圖像，表示載體量子圖像上各像素點(diǎn)的像素值，表示水印量子圖像上各像素點(diǎn)的像素值，m≤n。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水印提取方法，其特征在于，嵌入整幅圖像時(shí)所用的嵌入算子為U_e，其具體為：

其中，P_k表示在嵌入點(diǎn)k所對(duì)應(yīng)的嵌入算子，k點(diǎn)的坐標(biāo)值由嵌入時(shí)構(gòu)建的密鑰Key確定。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水印提取方法，其特征在于，嵌入點(diǎn)k所對(duì)應(yīng)的嵌入算子P_k由以下表達(dá)式限定，

P_k＝C_kR_k，

其中，C_k表示溢出算子，R_k表示旋轉(zhuǎn)算子。

9.一種量子線路，其特征在于，所述量子線路中包括控制非門和多控制門；所述量子線路用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)權(quán)利要求中水印嵌入過程中涉及的運(yùn)算，

以及用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求5至8中任一項(xiàng)權(quán)利要求中水印提取過程中涉及的逆運(yùn)算。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的量子線路，其特征在于，所述多控制門由基本量子門組成。