彩色量子图像的水印方案

摘要

图像水印是信息安全领域的基本问题,在经典图像处理中已被深入研究。然而在将来的量子计算机上如何实现水印图像的嵌入和抽取,目前还不够成熟。文中提出了两种量子彩色图像水印方案,其中水印图像为灰度图像,封面图像为彩色图像,水印图像的大小为载体图像的八分之一。首先,将水印图像扩大八倍,并使其每个像素的三基色颜色值仅为1个二进制位。然后,采用NEQR模型将载体图像和扩大后的水印图像都转换为量子图像,最后使用Toffoli门将水印像素的单比特颜色值,嵌入到载体图像的最小显著位中,完成水印嵌入过程。抽取过程为嵌入的逆过程。设计了可并行实现嵌入和抽取过程的量子线路,在经典计算机上,采用MATLAB矩阵模拟量子计算中的酉算子,仿真结果验证了该方法的安全性。