与经典的图像处理相比,量子图像处理为快速的图像处理提供了一种可能的解决方案,因此广受关注。量子图像二值化是一种运用了量子计算方法的图像二值化操作,在量子图像处理中有重要地位。为此,本文提出了一种基于改进的量子比较器的量子图像二值化方法。具体研究成果总结如下:1.简化了现有量子比较器的冗余辅助位。现有的量子比较器大都需要大量的辅助位。针对这一问题,本文依据波纹进位思想和对称原理重新排列了量子门,提出了基于双控制非门的量子比较器的优化设计方法,这种设计方法只需要一个辅助位,同时还可以保持输入输出的量子比特状态不变。这在大大减少量子比较器的线路复杂度的前提下,还增加了量子比特的利用率。2.结合减法借位思想和波纹进位思想,提出基于控制交换门的量子比较器设计方法,在保证辅助比特不变的前提下,进一步减少了量子成本,分析了本文所提量子比较器的量子线路复杂度。理论分析证明,与现有的量子比较器相比,本文的优化方案量子辅助位更少、量子线路复杂度更低、量子延时更短。3.提出了一种基于改进的量子比较器的量子图像二值化方法。为了证明所提方法的有效性,设计了一个完整的量子图像二值化仿真电路,实现了量子图像二值化的仿真实验。此外,本文还分析了仿真电路量子线路复杂度,对量子图像二值化的设计思路与线路运行方式进行了阐述,并与现有的量子图像二值化方法进行了对比。