随着人们对信息安全的重视,图像加密技术的研究就显得十分必要,量子理论与图像加密的组合模式成为研究新宠,该思想的提出也为图像处理提供了无限可能。本文研究内容以量子信息理论为大背景,将量子图像处理技术引入图像加密中来,主要研究工作和创新点如下:1.提出了图像的NE-QSNC(A Novel-Sets of Quantum Image of n Coordinates)量子表达方法,该表达方法能够有效降低存储资源的需求,并且定义了基于该种量子图像的基本几何操作和颜色操作,实现了该量子图像的存储。首次提出用1个q-bit表达像素位置信息,采用灰度级数值的量子比特位数表达色度信息。设计了实现该种量子图像的存储、几何操作和颜色操作的算法及量子线路图。2.建立了NE-QSNC量子图像的受控位置-受控异或联合操作的加密方法。该方法将混沌映射对初值敏感的特性用于对NE-QSNC量子图像位置信息和颜色信息进行受控位置-受控异或联合操作加密,显著提高了量子图像加密的安全性。只有在对初值已知的情况下才能获得准确的解密密文图像,密钥稍有偏差都无法正确解密。3.提出了Logistic混沌映射-随机相位联合操作的FRQI(A Flexible Representation of Quantum Images)量子加密方案。该方法利用Logistic混沌映射产生的序列加密量子图像的位置信息,同时利用随机相位加密量子图像的颜色信息,显著提高了量子图像的加密安全性,相较于“基于受控变换的量子灰度图像加密方案”,该方法在计算复杂度上明显减低。