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本发明公开了一种量子彩色图像的中值滤波方法及系统，包括制备待处理的量子彩色图像以及其八邻域彩色图像的QRMW表达式；根据量子彩色图像中值滤波算法的量子线路，对制备的量子彩色图像以及其八邻域彩色图像进行中值寻找，得到量子彩色图像表达式；对量子彩色图像表达式进行测量，从量子图像表达式中获取各个分量的信息，并根据各个分量的信息转换为量子彩色图像；同时实现对九副彩色图像进行量子制备，并对量子线路中辅助量子比特进行了复用，同时加入辅助图像来降低量子线路中的量子比特位数和减少冗余的量子元件，大大提高了量子图像表达算法的性能；且本发明的量子彩色图像中值滤波算法可以量子模拟器上实现。

本发明涉及一种量子彩色图像锐化滤波方法及系统，属于量子计算领域。该方法包括以下步骤：S1：制备待处理图像和其八邻域图像的QRMW表达式；S2：设计基于Sobel算子的量子彩色图像锐化滤波的量子线路，并对S1制备的量子彩色图像和其八邻域图像进行计算，获取边缘梯度；S3：对S2处理后的量子彩色图像表达式进行测量，得到图像表达式中的信息，并将其转化为经典彩色图像信息。本发明通过对辅助比特的复用以及对彩色图像的制备的优化，使得基于Sobel算子的量子彩色图像锐化滤波算法得以实现，大幅度提高了量子彩色图像处理的性能，为后续处理量子图像打下了基础。

本发明涉及一种新的量子图像存储模型NEQR表达的量子图像自适应分割方法，属于量子计算领域。该方法包括以下步骤：S1：制备待分割图像和辅助图像的NEQR表达式；S2：设计量子图像自适应阈值分割算法的量子线路，并对S1制备的量子图像表达式进行自适应分割处理；S3：对S2处理之后的量子图像表达式进行测量，得到图像表达式中的信息，并将其转化为图像信息。本发明通过加入辅助图像并对辅助量子比特位进行复用，能降低量子线路中的量子比特位和量子元件的数量，大幅度提高了量子图像算法的性能，使得量子图像自适应分割算法的仿真更加高效，为处理更大尺寸的量子图像打下了基础。

一种基于Sobel算子的量子图像边缘检测的设计的方法，本发明利用量子基本逻辑门建立9个量子图像集，设计量子黑箱计算图像梯度值，通过阈值运算对梯度进行分类，最终得到量子图像的边缘。整个量子图像边缘检测的量子线路的复杂度至多为，这是经典Sobel算子的量子图像边缘检测无法达到的。本发明对量子计算理论完善和应用的推广有重大意义。

一种灰度图像的量子形态学梯度算法的设计与实现方法，本发明设计了特殊量子移位加和减操作模块以及量子拷贝操作建立9个量子图像集。其次，设计了量子比较器线路QCOL模块和QCOS模块实现量子灰度图像形态学膨胀和腐蚀操作。最后，通过设计的量子并行减法器PS模块，实现量子灰度图像的形态学梯度。整个灰度图像的量子形态学梯度算法的量子线路的复杂度至多为，这是经典形态学梯度算法无法达到的。本发明对量子计算理论完善和应用的推广有重大意义。