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1.
太赫兹成像三维块匹配自适应Canny边缘检测算法
於康杰, 方波, 李剑敏, 王震, 蔡晋辉, 邬佳璐, 何正龙
量子电子学报 2023, 40 (
4
): 458-468. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2023.04.004
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针对传统Canny 算子在滤波时会模糊边缘且需要人工设置高低阈值的缺点, 提出了一种基于三维块匹配的 改进自适应阈值Canny 边缘检测算法, 并用于太赫兹三维层析成像。该算法一方面对滤波方法进行了改进, 用三维 块匹配 (BM3D) 滤波算法结合引导滤波算法代替高斯滤波算法以减少图像边缘信息的丢失; 另一方面, 针对传统人 工设定阈值的不确定性, 将梯度图进行块匹配后对三维图像块组使用最大类间方差法 (OTSU) 以自适应确定高低阈 值。最后利用该算法对含有噪声的图像进行边缘检测处理, 发现在高斯噪声方差为20 时滤波后的峰值信噪比 (PSNR) 从22.202 提升至27.151, 验证了该算法去除噪声的有效性。三维块匹配改进自适应阈值Canny 边缘检测算 法 (BM-OTSU-Canny) 减少了错误边缘的数量, 同时保留了连接性较好的边缘点, 改善了边缘细节信息的提取效果。
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2.
二值形态学边缘检测算法的量子实现及仿真
董跃华, 张先光
量子电子学报 2023, 40 (
5
): 654-665. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2023.05.004
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为进一步完善量子计算机图像边缘检测算法, 结合IBM Q 平台上的量子计算操作, 提出了量子图像二值形 态学边缘检测算法。在NEQR 量子二值图像表示和量子二值腐蚀和膨胀操作的基础上, 设计并实现了相应的二值 形态学去噪处理量子电路和边缘提取量子电路。通过Qiskit 扩展在虚拟本地量子模拟器上实现了8 ´ 8 和128 ´ 128 大小的量子图像二值形态学边缘检测, 同时在IBM Q 平台的真实云端量子模拟器上实现了8 ´ 8 大小的量子图像对 比仿真实验, 实验结果证明了量子图像二值形态学边缘检测算法的可行性与有效性。
参考文献
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3.
基于IBM Qiskit的QRMW模型及算法实现
朱尚超, 刘志飞, 魏战红, 臧一鸣, 孙文韬
量子电子学报 2023, 40 (
5
): 666-676. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2023.05.005
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为了进一步验证 QRMW (Quantum representation of multi-wavelength images) 模型的正确性, 在IBM 量子计 算框架Qiskit 上分别制备了2 × 2 大小与和32 × 32 大小的QRMW 量子图像的量子态, 提出了一种QRMW 图像的颜 色通道交换算子和QRMW 图像的颜色置乱算子, 并给出了它们实现的量子线路, 进而在IBM Qiskit 环境下对新提 出的算子进行了仿真实现。研究结果证实了QRMW 模型的可行性以及所提出算子的可行性与正确性。
参考文献
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4.
一种量子彩色图像矢量中值滤波方案
冉术坤, 席景科, 徐 凯, 牛金龙
量子电子学报 2023, 40 (
6
): 836-849. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2023.06.004
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为进一步完善量子图像处理领域中的彩色图像降噪算法, 提出了一种基于量子矢量中值计算的量子彩色图 像滤波方法。该方法利用量子纠缠将邻域像素与中心像素绑定至同一位置以避免量子卷积运算, 并将补码引入到量 子电路中, 从而简化了矢量距离计算的量子电路, 此外还采用一次比较两次交换的方式设计了矢量中值选取的量子 电路, 由此构建出完整的量子图像矢量中值滤波电路。实验相关指标表明, 量子图像矢量中值滤波对彩色图像椒盐 噪声的抑制效果与经典矢量中值滤波基本相同, 但将经典矢量中值滤波算法的时间复杂度从O (22n ) 降低至O (10n2 + 216q2 )。
参考文献
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5.
基于 FPGA 的微波相干源线性检测和特性表征
王 硕 , 潘佳政 , 魏兴雨 , 江俊良 , 张凯旋 , 李子硕 , 郭婷婷 , 许问渠 , 左 权 , 周天石 , 盛怡凡 , 孙国柱 , 吴培亨 ,
量子电子学报 2023, 40 (
6
): 850-857. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2023.06.005
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微波光子的检测和表征对于量子信息具有重要意义。通常使用Hanbury Brown-Twiss (HBT) 干涉仪对光子 源性质进行检测和表征, 然而, 由于微波光子信噪比较低, 在对其进行检测和表征过程中常常需要多次计算才能移除 噪声影响。本工作基于现场可编程门阵列( FPGA), 提出一种快速、可扩展的测量方案用于分析微波光子源性质, 可 更快速地实现该计算过程。利用该方案对频率为3 MHz的相干源进行了模拟测量, 分析了二阶相关函数所具有的特 性, 发现测量结果与理论具有良好的一致性。该系统的实现对未来进行单光子源检测具有重要意义。
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