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基于二比特叠加态的量子图像水印方案

DOI：10.1007/s10773-018-3987-9 期刊：International Journal of Theoretical Physics 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 量子水印技术通过在量子多媒体数据中嵌入不可见的量子信号来?；ぐ嫒?。本文提出一种双比特叠加方法，将水印图像（或秘密信息）嵌入载体图像。首先利用比特平面法对水印图像进行加密，同时采用量子扩展法将水印图像扩展至与载体图像相同尺寸，再通过斐波那契置乱法二次加密。其次，第一种方案按高、最低量子比特顺序将水印图像的双比特嵌入载体图像；第二种方案则先将水印图像的高比特嵌入最低比特位置，再将水印图像的最低比特嵌入载体图像。第三，通过1-CNOT门和交换门提取水印图像，并经逆斐波那契置乱、逆扩展法及逆比特平面置乱法还原水印图像。最后通过信噪比（PSNR）、图像直方图及两种水印方案的鲁棒性分析验证所提方案的有效性。
作者： Yang Zhou，Ri-Gui Zhou，XingAo Liu，GaoFeng Luo
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

提出一种基于双比特叠加态的量子图像水印方案，用于将水印图像嵌入载体图像以实现版权?；?。

研究成果

所提出的两位叠加态水印方法能有效嵌入和提取水印图像，具有良好的鲁棒性（约37-38分贝PSNR）和视觉质量，这一点已通过PSNR和直方图分析得到证实。这些方案在嵌入容量（2个量子比特）和量子电路的简洁性方面具有优势。未来的工作可以集中在将这些方法实际应用于量子硬件上，并针对更广泛的攻击进行测试。

研究不足

由于实际量子计算机尚未普及且可能无法完全呈现量子效应，实验采用经典计算机（MATLAB 2014b）进行模拟。在特定噪声条件（椒盐噪声）下评估了方法的鲁棒性与性能，该方法在应对其他类型攻击或更大尺寸图像时可能存在局限性。

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