طراحی الگوریتم های پردازش تصویر کوانتومی برای بهبود وضوح تصاویر پزشکی در شرایط نویزی

پردازش تصویر در حوزه پزشکی همواره یکی از مهم ترین ابزارها برای تشخیص بیماری ها و تصمیم گیری های بالینی بوده است. با این حال، وجود نویز در تصاویر حاصل از دستگاه هایی مانند MRI، CT و PET، می تواند موجب کاهش دقت تشخیص و ایجاد ابهام در تحلیل های کلینیکی گردد. پیشرفت های اخیر در علوم کوانتومی و توسعه رایانش کوانتومی، زمینه ساز پیدایش حوزه ای نوین به نام پردازش تصویر کوانتومی (Quantum Image Processing – QIP) شده است که قابلیت های بی سابقه ای در تحلیل و بازسازی تصاویر ارائه می دهد. الگوریتم های کوانتومی با بهره گیری از ویژگی هایی چون برهم نهی (superposition) و درهم تنیدگی (entanglement)، امکان پردازش موازی و سریع تر داده های تصویری را فراهم می آورند. این مقاله به بررسی مبانی طراحی الگوریتم های پردازش تصویر کوانتومی با تمرکز بر بهبود وضوح تصاویر پزشکی در شرایط نویزی می پردازد. نخست، زمینه های نظری و ریاضی پردازش تصویر کوانتومی و شیوه های مدل سازی تصویر در قالب کیوبیت ها تحلیل می گردد. سپس، به بررسی روش های نوین حذف نویز و بهبود کیفیت تصویر با استفاده از الگوریتم های کوانتومی و مقایسه آن ها با رویکردهای کلاسیک پرداخته می شود. یافته های این پژوهش نشان می دهد که پردازش تصویر کوانتومی، با وجود چالش های سخت افزاری و الگوریتمی، می تواند تحولی بنیادین در حوزه تصویربرداری پزشکی ایجاد کند و زمینه ساز توسعه ابزارهای دقیق تر و کارآمدتر در خدمت علوم پزشکی گردد.

کلیدواژه ها:

پردازش تصویر کوانتومی ، یادگیری عمیق کوانتومی ، بهبود وضوح تصویر ، حذف نویز ، تصویربرداری پزشکی