量子圖像表示及安全關鍵問題研究

《量子圖像表示及安全關鍵問題研究》是依託哈爾濱工業大學，由王莘擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：量子圖像表示及安全關鍵問題研究
• 依託單位：哈爾濱工業大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王莘

項目摘要

量子計算機的出現徹底顛覆了傳統的計算方式。量子信息特別是量子媒體處理技術在量子計算機時代將具有重要的研究意義。量子媒體（圖像）安全問題是量子媒體處理中不能迴避的至關重要問題。本項目以量子圖像的內容認證、模板保護和安全保密為套用背景，研究通用性與低製備複雜度的量子圖像表示方法，並以此為基礎深入開展量子圖像加密算法和量子圖像水印算法研究。重點解決通用性和低製備複雜度的量子圖像表示、量子態運算酉變換構造、低複雜度量子門構造、以及量子圖像加密和認證安全性評價等關鍵問題。為未來量子信息及量子媒體處理奠定研究基礎。

結題摘要

量子計算機是計算機發展歷程中的必經階段，它的出現徹底顛覆了傳統的計算方式。量子信息特別是量子媒體處理技術在量子計算機時代將具有重要的研究意義。量子媒體（圖像）安全問題是量子媒體處理中不能迴避的至關重要問題。本項目以量子圖像的內容認證、模板保護和安全保密為套用背景，首先提出了具有通用性的量子圖像表示方法及其製備方式，包括量子灰度圖像和量子彩色圖像的表示，並進一步將其擴展到量子視頻的表示方法中。所提出的量子圖像和視頻表示方法具有更低的製備複雜度、可以表示任意尺寸的量子圖像，因此在量子圖像處理和安全算法研究中具有更大的靈活性和適用性。其次，在量子圖像表示的基礎上，完成了量子圖像的基本處理算法：初等變換、顏色變換、插值處理等，為進一步研究量子圖像水印和量子圖像加密的提供支持。然後，設計了基於量子圖像頻域變換框架的量子圖像水印算法、研究了量子圖像加密技術、提出了量子圖像秘密分享方法。最後建立了量子圖像處理、水印和加密的量化評價體系，為量子圖像算法研究提供保障。在項目的資助下，發表科研論文22篇（17篇SCI，5篇EI），培養信息安全專業博士研究生3名，碩士研究生4名，本科畢業生5名，為未來量子信息及量子媒體處理奠定研究基礎。