[發明專利]基于NEQR表達的量子FAST角點檢測方法

在審

• 申請號: 202210168323.6
• 申請日: 2022-02-23
• 公開（公告）號: CN114548415A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 袁素真;林文萍;卿顯榮;喬治欽;張曉蕾;呂元元;鄧貴源;諸海渝;何雨桐;劉菁;田小江;李順龍;李俊希;胡清翔;鄧文皙
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G06N10/60
• 分類號: G06N10/60;G06T7/70;G06T7/90
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 唐邦英

1.基于NEQR表達的量子FAST角點檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、制備中心圖像和輔助圖像的NEQR表達式；

S2、設計量子可逆減法器和求絕對值的量子線路，基于步驟S1的NEQR表達式計算獲得中心圖像和輔助圖像的像素差值；

S3、設計量子比較器線路，使步驟S2獲得的像素差值與圖像角點所需要的閾值進行比較；

S4、通過量子測量提取步驟S3的比較結果和中心圖像的位置信息，并將比較結果和中心圖像的位置信息制備到步驟S1的NEQR表達式中；

S5、設計角點檢測的量子線路，基于步驟S4制備的NEQR表達式獲得角點圖像表達式；

S6、對S5的量子線路進行測量，得到圖像中的灰度信息與位置信息，并將其轉化為經典圖像信息。

2.根據權利要求1所述的基于NEQR表達的量子FAST角點檢測方法，其特征在于，步驟S1的具體過程為：

S11、獲取中心圖像和輔助圖像的圖像信息，所述圖像信息包括圖像像素值信息和圖像大小信息；

S12、根據獲取的中心圖像和輔助圖像設置對應的量子比特位，所述量子比特位包括每幅圖像對應的灰度信息對應的量子比特位、使中心圖像和輔助圖像共用一個位置信息對應的量子比特位、輔助圖像排序使用的量子比特位和位置輔助量子比特位；

S13、通過中心圖像和輔助圖像公用的位置信息來控制中心圖像的像素值信息，通過公用位置和排序位置信息來控制輔助圖像的像素值信息，得到位置信息和排序位置信息共同與灰度信息的唯一映射的量子序列。

3.根據權利要求1所述的基于NEQR表達的量子FAST角點檢測方法，其特征在于，步驟S1中，中心圖像為待檢測圖像，輔助圖像為中心圖像基于鄰域表示選取的圖像；鄰域表示的具體過程如下：

選擇一張圖像作為待檢測圖像，選取x為奇數的x×x的鄰域，將鄰域從待檢測圖像的起始位置平滑移動遍歷完待檢測圖像，將所有鄰域的中心位置的圖像信息依次存儲在中心圖像中，以鄰域中心位置為圓心，(x-1)/2為半徑做圓，選取圓經過的像素點，中心位置以y軸正方向與圓交集的角點的左1作為第一個像素點，順時針方向依次將選取到的2^a個像素點分別存儲在2^a個輔助圖像中，平滑移動后圓的同一位置的圖像信息存儲在同一個輔助圖像中，將這2^a個圖像按同一位置指定順序依次存放在最終輔助圖像中，并使用a位二進制來依次排序這2^a個圖像。

4.根據權利要求1所述的基于NEQR表達的量子FAST角點檢測方法，其特征在于，步驟S2的具體過程為：

S21、設計m位的量子減法器線路，實現輔助圖像減中心圖像的運算，獲得相減的結果和用于符號位的最后一位借位；

S22、設計絕對值量子線路，實現利用符號位將步驟S21的原碼轉為補碼的運算，獲得中心圖像和輔助圖像的像素信息差值。

5.根據權利要求4所述的基于NEQR表達的量子FAST角點檢測方法，其特征在于，步驟S21的具體過程如下：

S211、利用可控非CNOT門和控-控-非Toffoli門形成一位量子全減器；

S212、利用步驟S211獲得的一位量子全減器，通過將表示借位信息的兩個量子比特設置為兩個恒定輔助位，并通過置零門在一位減法運算完成后對其進行不斷復用，從而將m個一位量子全減器疊加到一起形成m位量子全減器；

S213、將步驟S1的輸出量子比特作為步驟S212中的n位量子全減器的輸入，完成輔助圖像的像素減中心圖像的像素，輸出為量子比特串與最后一個借位信息。