一種基于量子離散余弦變換的量子水印認證方法技術

本發明專利技術屬于量子保密通信領域，公開了一種基于量子離散余弦變換的量子水印認證方法，旨在實現對彩色圖像版權的有效保護。本發明專利技術包括：步驟一，將量子水印嵌入量子載體圖像：對量子載體彩色圖像施加QDCT，將水印圖像嵌入經過QDCT的量子載體彩色圖像，施加逆QDCT，得到帶水印的量子彩色圖像|ΟW>；步驟二，進行量子水印認證：對帶水印的量子彩色圖像|ΟW>施加QDCT操作，去除量子水印，施加逆QDCT，得到原始量子彩色圖像。與基于經典離散余弦變換的水印技術相比，本發明專利技術基于QDCT的水印策略，具有更高效、運算復雜度更低等特點。與目前灰度圖像的量子水印策略相比，本發明專利技術實現了彩色圖像的量子水印策略，更能滿足實際的需求。

【技術實現步驟摘要】

【技術保護點】
一種基于量子離散余弦變換的量子水印認證方法，其特征在于包括以下步驟：步驟一，將量子水印嵌入量子載體圖像，具體方法如下：（1）對量子載體彩色圖像施加QDCT；首先將載體彩色圖像的信息用量子態表示；假設載體圖像和水印圖像均為n×n的彩色圖像；提取載體圖像每個像素的紅、綠和藍三個顏色通道，即R、G和B通道的灰度值，然后將這三個灰度值分別除以255，得到顏色量子比特，表示如下：|rj>r＝(cosθj|0>+sinθj|1>)r|gj>g＝(cosωj|0>+sinωj|1>)g式中，|rj>r、|gj>g和|bj>b分別代表R、G和B三個通道灰度值的顏色量子比特；θj,ωj,j＝0,1,...,22n?1，分別由R、G和B通道的灰度值除以255得到；載體彩色圖像的量子態表示為：|O>=12nΣj=022n-1|rj>r|gj>g|bj>b⊗|j>式中，|Ο>為載體彩色圖像的量子態表示；表示張量積；|j>是位置量子比特矢量；對于二維圖像，位置量子比特矢量|j>的信息包括兩個部分：圖像的垂直坐標和水平坐標；對于2n個量子比特所制備的量子圖像中，位置量子比特矢量表示為：|j>＝|y>|x>＝|yn?1yn?2...y0>|xn?1xn?2...x0>,xj,yj∈{0,1}式中，對于j＝0,1,...,22n?1，yn?1yn?2...y0代表垂直坐標軸的位置，xn?1xn?2...x0代表水平坐標軸的位置；其次，對量子載體彩色圖像進行QDCT操作，即：QDCT(|O>)=QDCT(12nΣi=022n-1|ri>r|gi>g|bi>b⊗|i>)=12nΣi=022n-1QDCT(|ri>r|gi>g|bi>b)⊗|i>QDCT僅僅作用在量子載體彩色圖像|Ο>的顏色量子比特上，是一個三量子比特的幺正算子；（2）將水印圖像嵌入經過QDCT的量子載體彩色圖像；首先提取水印圖像每個像素的R、G和B三個通道的灰度值，分別除以255，得到ψj，υj， τj，即將水印圖像的顏色信息轉換成量子旋轉操作，表示為：U=cosψjsinψj-sinψjcosψjV=cosυjsinυj-sinυjcosυjW=cosτjsinτj-sinτjcosτj式中，U、V、W分別表示水印圖像每個像素的R、G和B三個通道的灰度信息的量子旋轉操作；ψj、υj、τj分別為水印圖像每個像素的R、G和B三個通道的灰度值分別除以255得到的結果；然后，將水印圖像嵌入經過QDCT的量子載體彩色圖像，即：U⊗V⊗WQDCT(|O>)（3）施加逆QDCT，得到帶水印的量子彩色圖像|ΟW>，即：|OW>=inQDCT{U⊗V⊗WQDCT(|O>)}式中，|ΟW>表示帶水印的量子彩色圖像；inQDCT表示逆QDCT；步驟二，進行量子水印認證，具體方法如下：（1）對帶水印的量子彩色圖像|ΟW>施加QDCT操作，得到即：QDCT|OW>=QDCT{inQDCT{U⊗V⊗WQDCT(|O>)}}=U⊗V⊗WQDCT(|O>)（2）去除量子水印，操作如下：U+⊗V+⊗W+{U⊗V⊗WQDCT(|O>)}=QDCT(|O>)式中，U+，V+，W+分別代表U，V，W的轉置共軛；（3）施加逆QDCT，得到原始量子彩色圖像，即：|Ο>＝inQDCT{QDCT(|Ο>)}。FDA00003490644500011.jpg,FDA00003490644500012.jpg,FDA00003490644500016.jpg,FDA00003490644500026.jpg...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊宇光，夏娟，
申請(專利權)人：北京工業大學，
類型：發明
國別省市：