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01.02.2020 | Ausgabe 2/2020

Quantum Information Processing 2/2020

Quantum implementation of classical Marr–Hildreth edge detection

Zeitschrift:
Quantum Information Processing > Ausgabe 2/2020
Autoren:
Panchi Li, Tong Shi, Aiping Lu, Bing Wang
Wichtige Hinweise

Publisher's Note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

Edge detection is a fundamental task in digital image processing. Marr–Hildreth edge detection is the basic tool for implementing edge detection in classic image processing. This paper studies the quantum version of the classical Marr–Hildreth edge detection, which includes two core processes: Gaussian–Laplacian filtering and zero-crossing extraction. Based on the sampling results of the Gaussian–Laplace function, Gaussian–Laplacian filtering is implemented directly using quantum multipliers and quantum adders. Zero-crossing extraction is achieved using several quantum comparators. The quantum circuits of these two core processes with several auxiliary operators are designed in detail. Complexity analysis shows that the quantum Marr–Hildreth edge detection has exponential speedup compared to its classical counterpart. The simulation on the classical computer verifies the correctness of the quantum Marr–Hildreth edge detection results.

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