利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2022113600287
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种灰度形态学的量子图像分割方法,其特征在于,包括:获取原始NEQR量子图像;

按照邻域窗口对原始NEQR量子图像进行循环移位操作,获得量子图像集;

对量子图像集进行底帽变换或顶帽变换,获得结果图像;

对底帽变换或顶帽变换得到的结果图像进行二值化操作,获得二值图。

2.根据权利要求1所述的一种灰度形态学的量子图像分割方法,其特征在于,原始NEQR量子图像的量子态表示式为:式中,根据NEQR模型,2n为量子比特存储位置信息的容量,q表示像素的灰度级,Y为原始NEQR量子图像中像素的纵坐标,X为原始图像中像素的横坐标,CYX为原始NEQR量子图像中坐标(X,Y)处像素的灰度值;IYX为原始NEQR量子图像; 表示5个辅助量子比特,初始态为0。

3.根据权利要求2所述的一种灰度形态学的量子图像分割方法,其特征在于,按照邻域窗口对原始NEQR量子图像进行循环移位操作,获得量子图像集,通过以下步骤实现:对原始NEQR量子图像进行循环移位操作,获得量子图像集和邻域窗口像素;

然后利用QCL模块找到邻域窗口像素中灰度最大的像素,再对其他邻域窗口像素进行复位操作之后,获得新邻域窗口像素;

本发明将新邻域窗口像素中最大灰度值利用复制操作复制给原始NEQR量子图像,得到原始图像。

4.根据权利要求3所述的一种灰度形态学的量子图像分割方法,其特征在于,对原始NEQR量子图像进行循环移位操作,通过以下步骤实现:将原始NEQR量子图像向上移动一个单元,得到原始NEQR量子图像|IY+1X>:将原始NEQR量子图像向左移动一个单元,得到原始NEQR量子图像|IYX+1>:将原始NEQR量子图像向下移动一个单元,得到原始NEQR量子图像|IY‑1X>:将原始NEQR量子图像向右移动一个单元,得到原始NEQR量子图像|IYX‑1>:获得量子图像集和邻域窗口像素,通过以下步骤实现:基于循环移位操作后的原始NEQR量子图像,获得量子图像集:量子图像集中位置(x,y)的像素是由原始NEQR量子图像的结构元素窗口的邻域窗口像素组成,由此获得邻域窗口像素。

5.根据权利要求4所述的一种灰度形态学的量子图像分割方法,其特征在于,对量子图像集进行底帽变换或顶帽变换,获得结果图像,包括:对量子图像集进行底帽变换,通过以下步骤实现:

若原始图像为亮背景下的暗物体图像,则对原始图像进行膨胀操作和腐蚀操作,得到第二图像,然后第二图像减去原始NEQR量子图像,获得结果图像;

对量子图像集进行顶帽变换,通过以下步骤实现:

若原始图像为暗背景下的亮物体图像,则对原始图像进行腐蚀操作和膨胀操作,得到第四图像,然后原始NEQR量子图像减去第四图像,获得结果图像。

6.根据权利要求5所述的一种灰度形态学的量子图像分割方法,其特征在于,底帽变换中,对原始图像进行膨胀操作和腐蚀操作,得到第二图像,然后第二图像减去原始NEQR量子图像,获得结果图像,通过以下步骤实现:对原始图像进行膨胀操作,获得第一图像;

预处理第一图像;

对预处理后的第一图像进行腐蚀操作,得到第二图像;

第二图像减去原始NEQR量子图像,获得结果图像。

预处理第一图像包括:

使用循环移位操作和复制操作处理第一图像。

7.根据权利要求5所述的一种灰度形态学的量子图像分割方法,其特征在于,顶帽变换中,对原始图像进行腐蚀操作和膨胀操作,得到第四图像,然后原始NEQR量子图像减去第四图像,获得结果图像,通过以下步骤实现:对原始图像进行膨胀操作,获得第三图像;

预处理第三图像;

对预处理后的第三图像进行腐蚀操作,得到第四图像;

第四图像减去原始NEQR量子图像,获得结果图像。

预处理第三图像包括:

使用循环移位操作和复制操作处理第三图像。

8.根据权利要求1所述的一种灰度形态学的量子图像分割方法,其特征在于,对底帽变换或顶帽变换得到的结果图像进行二值化操作,获得二值图,通过以下步骤实现:利用灰度形态学变换结果图像;

利用量子比较器QC将灰度形态学变换后的结果图像与设定的灰度值阈值进行比较,将大于或等于灰度值阈值的结果图像的像素的灰度值转变成1,小于灰度值阈值的结果图像的像素的灰度值的变成0;

当量子比较器QC输出结果y=0时,且灰度值二进制表示的最低位c0=0时,使用CNOT门和Toffoli门将c0置1;

当量子比较器QC输出结果y=1时,且c0=1时,使用CNOT门和Toffoli门将c0置0,最终获得得到二值图,二值图包含结果图像的像素的位置(x,y)和灰度值信息cq‑1,...,c1,c0。

9.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。