基于混沌系统和DNA编码的量子图像加密算法

为了确保量子信息的安全,结合混沌系统和DNA编码理论,提出了一种基于混沌系统和DNA编码的量子图像加密算法. 首先将图像进行量子编码;然后利用Logistic混沌产生幺正矩阵对量子图像进行置乱;再利用Lorenz混沌产生自然DNA矩阵并且动态选择DNA加法操作进行DNA运算,计算后得到幺正矩阵对量子图像再次加密;最后对量子图像进行测量得到经典密文图像. 通过仿真实验和直方图、相关性、NPCR （number of pixel change rate）像素改变率等指标分析,结果表明加密后的图像灰度分布均匀,各灰度级均分布于在1 000左右,相邻像素相关性更低,相关系数平均值0.002,NPCR像素改变率为99.6%,加密效果好且具有良好的安全性.      

基于混沌系统的量子彩色图像加密算法

为了提高图像安全性,将混沌系统引入到量子图像加密领域. 首先通过Chen混沌将图像按位异或;然后将彩色图像表示为量子的叠加态,通过Logistic混沌序列产生幺正矩阵对量子图像进行置乱;再次产生一个混沌序列对每个像素的红绿蓝三基色进行随机互换,达到对量子图像加密的目的;最后,在经典计算机上进行了模拟实验,结果表明加密后图像直方图更为平滑,像素平均分布在0～255范围内,图像相邻像素相关性低,加密图像红绿蓝像素相关系数平均值分别为0.001 6、0.001 7和0.003 8,并且密钥敏感性高,能有效抵抗穷举攻击和统计攻击,算法具有良好的有效性和可行性.      

基于灰度共生矩阵和单尺度MRF的纹理图像分割

为改善纹理图像分割效果,提出一种基于灰度共生矩阵和单尺度MRF的纹理图像分割方法．这种方法考虑到纹理信息在空间内的结构特征以及一个像素与周围像素作用的特性关系,采用灰度共生矩阵的几个二次统计量作为纹理特征向量,利用K-means聚类获得起始分割,然后联合建立MRF的特征场与标号场模型．实验表明,此方法提高了分割准确度与一致性．     

基于重要位平面的彩色图像检索算法

针对利用颜色特征检索图像时的不足,提出了一种基于重要位平面的彩色图像检索算法.该算法利用位平面分解的方法对表征图像视觉的信息进行分解,从中提取能够表征图像视觉信息的5个最高位平面,并计算其上的R、G、B颜色分布熵来描述图像特征.为了避免图像中像素颜色值的微小变化对位平面复杂度的影响,采用了位平面的灰度码表示方法.最后设计了以位平面距离加权和的方法进行相似性度量.仿真实验表明所提出的算法具有高效的图像检索性能.     

基于重要位平面的彩色图像检索算法

针对利用颜色特征检索图像时的不足,提出了一种基于重要位平面的彩色图像检索算法．该算法利用位平面分解的方法对表征图像视觉的信息进行分解,从中提取能够表征图像视觉信息的5个最高位平面,并计算其上的R、G、B颜色分布熵来描述图像特征．为了避免图像中像素颜色值的微小变化对位平面复杂度的影响,采用了位平面的灰度码表示方法．最后设计了以位平面距离加权和的方法进行相似性度量．仿真实验表明所提出的算法具有高效的图像检索性能．     

基于量子遗传优化算法的图像稀疏分解

为了减少图像稀疏分解的计算量,提出了一种基于量子遗传算法与匹配追踪相结合的图像稀疏分解快速算法.量子遗传算法能用较小的种群规模实现较大的空间搜索,全局寻优能力强,基于匹配追踪的图像稀疏分解是最优化问题,因此可用量子遗传算法快速实现.仿真结果表明,每步分解所需计算的图像或图像残差与原子的内积仅4 000次,由分解结果重建的图像具有较好的主观质量.     

量子信息论与量子计算中的一类数学问题

利用组合计数理论、数列和级数知识，采用构造证明的方法研究了量子计数问题，解决了量子理论中的一些计数问题，证明了几个量子计算中的等式。这些结果即将在其他学科中得到广泛的应用。     

一种简单的灰度图像边缘检测算法

提出了一种新的基于平行方向上像素点灰度值平均值求差的边缘检测算法.根据像素点及其八邻域的灰度值,在尽量保证图像信息完整的基础上,选择合适的阈值提取出尽可能合适数量的边缘点,并利用边缘的连续性原理对结果中的噪声点进行筛选,以达到边缘提取的目的,提高图像边缘检测效果.实验表明:此算法对灰度图像是一种简单、有效的边缘检测算法.     

旋转迭代量子搜索算法

为提高Grover算法的搜索效率,基于Grover算法,提出了一种新的量子搜索算法.该算法充分利用各状态之间的结构信息,根据不同的初始量子态和所搜索的基态设计旋转量子门,并用提出的量子门进行旋转迭代.结果表明,与Grover算法相比,该算法的搜索迭代次数减少.实例分析验证了算法的可行性和有效性.     

基于可控量子隐形传态的代理签名方案

提出了一种量子代理签名方案．基于可控量子隐形传态，采用3粒子纠缠态作为量子信道，不同于经典的基于计算复杂性的代理签名方案，本方案利用量子隐形传态的物理特性来实现签名及验证，具有无条件安全性．     

量子混沌系统中的非定态对扰动的敏感性

从数值计算发现，对于自治的量子混沌系统，非定态的演化对于扰动非常敏感。除了进一步肯定以前对于非自制系统的结果外，还发现了一些新的现象。经过足够长的时间，即使扰动非常微弱，互作用表象中的矩阵元也要变成随机的分布。规则系统与混沌系统的差别非常显著。     

Analysis of Information Leakage in Quantum Key Agreement

Introduction Quantumkeyagreement(QKA)enablestwo userstosharesecretrandombitsthroughaquan-tumchannel.Thesesecretbitscanbeusedasa conventionalsecretkeyforsecurecommunications overaclassicalchannel.TheadvantageofQKA overtraditionalkeyagreementmethodsisthatthe exchangeofquantumbitscanbeshowntobeun-conditionallysecure(orinformation-theoretically secure).ThefirstQKAprotocolwasproposedbyBen-nettetalinRef.[1].Bennettetalconsidered quantumkeyagreementbetweentwolegalusers AliceandBob.Thephysicalca…     

A Target-Orientated Marker Image Binarization Method for Orthopaedic Surgical Navigation System

Camera calibration is the key technique in a C-arm based orthopaedic surgical navigation system. The extraction of marker location information is a necessary step in the calibration process. Ideal marker images should possess uniform background and contain marker shadow only, but in fact marker images always possess nonuniform background and are contaminated by noise and unwanted anatomic information, making the extraction very difficult. A target-orientated marker shadow extraction method was proposed. With this method a proper threshold for marker image binarization can be determined.     

A Note on Shor''s Quantum Algorithm

Shor proposed a polynomial time algorithm for computing the order of one element in a multiplicative group using a quantum computer. Based on Miller's randomization, he then gave a factorization algorithm. But the algorithm has two shortcomings, the order must be even and the output might be a trivial factor. Actually, these drawbacks can be overcome if the number is an RSA modulus. Applying the special structure of the RSA modulus,an algorithm is presented to overcome the two shortcomings. The new algorithm improves Shor's algorithm for factoring RSA modulus. The cost of the factorization algorithm almost depends on the calculation of the order of 2 in the multiplication group.     

耗散电感耦合电路中的量子涨落

从电阻产生的物理机制即电子与晶格的碰撞出发，对耦合部分有电阻时的电感耦合电路进行了量子化，给出了分回路及以往未加注意的耦合部分的量子涨落，同时计入了温度效应，结果表明，量子涨落是随时间变化的，长时间后趋于一稳定值；耦合部分的电阻对分回路及耦合部分的量子涨落都有影响，但按照新方法算出的结果要比按以前理论算出的涨落小。     

伊辛模型实现量子态存储和调节

考虑利用腔QED理论模拟伊辛模型,双原子在腔中演化之后,可以实现特定量子态的稳定存储,调节相互作用时间和外驱动场的频率可以实现最大纠缠态的制备.     

非对称势阱中施主杂质的束缚能

本文在有效质量近似下,使用变分法完成了非衬称势阶中施主杂质的基 态和前四个激发态的束缚能计算。给出了位于势阱.中心的施主杂质这五 个状态的束缚能随势阱宽度变化的曲线,及在给定势阱宽度下,它们的 束缚能随杂质位置变化的曲线,所得结果与实验数据符合较好。      

一种渐变概率选择操作的实数编码量子进化算法

为进一步提高实数编码量子进化算法在进化过程中的种群多样性以及在高维复杂函数优化上的全局收敛性,参照模拟退火算法的特点,提出了一种渐变选择概率的实数编码量子进化算法,该方法通过在进化过程中逐步提高更好解的选择概率,在进化计算初期保持种群的多样性,能较为全面地对解空间进行搜索,而在进化末期,选择概率逐渐提高到1,只接受更好的解而保证算法稳定的收敛。仿真实验结果表明,该算法能有效避免早熟和局部极值问题,具有更快的收敛速度和更高的求解精度。