高精度构建三维声场的方法、系统、设备及存储介质

    公开(公告)号:CN115358143A

    公开(公告)日:2022-11-18

    申请号:CN202210936217.8

    申请日:2022-08-05

    Applicant: 复旦大学

    Abstract: 本发明公开了一种高精度构建三维声场的方法、系统、设备及存储介质,可适应任意声学相控阵或超材料,包括几何特征如发射单元尺度、数量、位置及声辐射性能,针对不同类型的发射单元进行优化;使用声全息算法,通过迭代优化,充分利用相控阵或超材料的性能,高精度构建任意三维声场分布,例如构建空间多波束、多焦点和空间中任意声强的分布,生成任意声学图像等;实现声能量的高精度控制,包括空间位置和分布强度的准确性,提高声学手段在消费电子、生物医学工程和水声探测等领域中的应用体验。该声全息算法计算基于明确物理过程,在计算声传播过程中使用卷积或频域计算,计算速度快,可实时计算,用于实时高精度三维声场分布的构建。

    一种基于声全息的无线电力供给及可编程逻辑控制装置

    公开(公告)号:CN115296445A

    公开(公告)日:2022-11-04

    申请号:CN202210936215.9

    申请日:2022-08-05

    Applicant: 复旦大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于声全息的无线电力供给及可编程逻辑控制装置,包括控制模块、发射模块,其中,控制模块根据受控设备的位置及其电力控制和逻辑控制信息,通过全息迭代优化算法将能量分布、能量流动方向和声逻辑调制信息编码至声场的全息分布中;发射模块以声全息编码的方式发射声波,随着声波的传播,声场携带的电力和逻辑信息会且仅会在受控设备处自动解码;受控设备的声能转换模块和声逻辑电平转换模块接收解码后的声场信息,实现声电能量和声逻辑信息的转化。通过对声能量位置、强度和相位的精准动态控制,可实时对不同设备实现不同强度的电力供给,并能对不同设备定义不同数量的逻辑控制通道,实现信号通路和逻辑功能均可编程的逻辑控制。

    基于超声人工材料实现水下三维聚焦的装置

    公开(公告)号:CN115188361A

    公开(公告)日:2022-10-14

    申请号:CN202110361460.7

    申请日:2021-04-02

    Applicant: 复旦大学

    Abstract: 本发明提供了一种基于超声人工材料实现水下三维聚焦的装置,属于声学领域,具有这样的特征,包括:底部基座,为圆盘结构;以及多个凸起单元,连接在底部基座的同一个侧面上,并且沿底部基座的径向依次排布,每个凸起单元均为环绕底部基座的中心轴线设置的闭合结构,其中,凸起单元的纵截面为三角形。该装置结构紧凑、设计简单、制作成本低,不需要任何的电路调控手段,仅靠自身的结构特性就可以实现三维聚焦功能。该装置还具有聚焦分辨率高、有效频率范围宽、焦距可调节等优点,在医学超声检测、超声成像、超声治疗等领域具有非常重要的应用价值,为多功能紧凑型声学元件的设计提供了新思路。

    一种基于线性功放的非线性超声导波检测系统及方法

    公开(公告)号:CN110865124B

    公开(公告)日:2022-09-27

    申请号:CN201911184623.8

    申请日:2019-11-27

    Abstract: 本发明涉及一种基于线性功放的非线性超声导波检测系统及方法,所述系统包括可编程控制器、线性功放信号发生模块、低频超声换能器、高频超声换能器、信号采集模块和多路电源模块,其中,可编程控制器内运行有程序,执行:根据设置参数,生成相应的二进制数字信号,形成发送给线性功放信号发生模块的控制指令;对从信号采集模块获取的数字导波信号进行解调还原,计算获得还原后的导波信号中携带的材料非线性参数,基于该材料非线性参数获得待测材料的使用寿命评价结果;可编程控制器、线性功放信号发生模块、信号采集模块和多路电源模块集成于一体。与现有技术相比,本发明具有集成度高、控制方便等优点。

    基于超声导波频散曲线的人体骨质疏松检测方法

    公开(公告)号:CN114795288A

    公开(公告)日:2022-07-29

    申请号:CN202110087505.6

    申请日:2021-01-22

    Abstract: 本发明提供了一种基于超声导波频散曲线的人体骨质疏松检测方法,用于对采集到的人体骨骼的超声波信号进行处理分析得到对应的骨密度判断依据,其特征在于,包括如下步骤:对超声波信号进行傅里叶变换得到初始频散曲线;利用预定的功率谱估计算法对初始频散曲线处理得到最大能量点轨迹;针对最大能量点轨迹利用预定的搜索算法在预先建立的仿真模型数据库中进行拟合点匹配,得到与最大能量点轨迹对应的最大拟合系数的参数,将该参数中的横波速度作为骨密度判断依据从而让用户根据该骨密度判断依据来区分非骨质疏松和骨质疏松患者。本发明对患者无辐射危害,并且成本低廉、准确性高、计算量小、实时性高。

    一种基于注意力学习机制的定量超声定位显微成像方法

    公开(公告)号:CN114557719A

    公开(公告)日:2022-05-31

    申请号:CN202210186208.1

    申请日:2022-02-28

    Applicant: 复旦大学

    Abstract: 本发明提供一种基于注意力学习机制的定量超声定位显微成像方法,针对现有超声定位显微成像技术中存在的不足,采用了结合注意力机制、残差学习和上采样操作的端到端的深度卷积神经网络,基于该深度卷积神经网络训练得到定量超声定位显微成像模型,通过该模型准确恢复每一帧原始超声图像中的微泡幅值及位置信息,最后将所有帧的恢复结果进行叠加获取与原始超声图像对应的定量超声定位显微成像图。该方法将深度学习技术与超声定位显微成像相结合,显著提高了超声成像中对微泡幅值信号的解析能力,同时降低了超声定位显微成像的计算复杂度,避免了参数依赖,适用于定量超声定位显微成像。

    一种基于亚像素神经网络的超分辨荧光显微成像方法

    公开(公告)号:CN114092329A

    公开(公告)日:2022-02-25

    申请号:CN202111376143.9

    申请日:2021-11-19

    Applicant: 复旦大学

    Abstract: 本发明提供了一种基于亚像素神经网络的超分辨荧光显微成像方法,用于进行超高分辨荧光定位显微成像,包括如下步骤:获取待成像对象的荧光图像序列;基于超高分辨成像模型对荧光图像序列中的每一帧荧光图像进行定位获得与每一帧荧光图像对应的定位结果;将所有定位结果叠加获得的叠加结果作为待成像对象的超高分辨定位显微成像图。通过本发明的超高分辨荧光定位显微成像方法,在荧光探针定位过程中,只要将实验获取的低分辨荧光显微图像输入到超高分辨成像模型,就可以得到高密度荧光探针情况下的准确定位结果,无需任何额外的运算或者人工调参,并在实现快速超高分辨荧光定位显微成像的同时,减小了计算复杂性,避免了参数依赖性。

    一种超声和光声的多模态实时成像设备

    公开(公告)号:CN113951933A

    公开(公告)日:2022-01-21

    申请号:CN202111450571.1

    申请日:2021-12-01

    Applicant: 复旦大学

    Abstract: 本发明提供一种超声和光声的多模态实时成像设备,其特征在于,包括:成像探头,包括超声换能器和激光扩束器;以及成像分析装置,包括协同处理模块、信号采集模块、光信号调制模块、超声波束形成模块、图像重建模块、光源模块以及光学透镜模组。其中,光源模块和光信号调制模块产生调制激光并传输到激光扩束器。激光扩束器对调制激光进行扩束照射在待测生物组织并且采集声光信号,得到第一电信号。超声波束形成模块发射超声波输出至待测生物组织上。超声换能器采集反射超声波信号并形成第二电信号。协同处理模块对第一电信号和第二电信号进行分析处理,得到多模态数据。图像重建模块对多模态数据进行实时图像重建和图像融合分析。

    基于随机重构策略的超高分辨荧光分子断层成像方法

    公开(公告)号:CN113951831A

    公开(公告)日:2022-01-21

    申请号:CN202111376132.0

    申请日:2021-11-19

    Applicant: 复旦大学

    Abstract: 本发明属于荧光分子断层成像技术领域,提供了一种基于随机重构策略的超高分辨荧光分子断层成像方法,改变了传统荧光分子断层成像实现思路,将随机重构策略与荧光分子断层成像技术相结合,基于荧光分子断层成像系统,在光可切换荧光探针的介入下,获取不同时刻透出成像物体的单角度(视图)漫射光数据;基于光传播数学模型,结合稀疏断层重建算法,对每帧图像中所包含的荧光探针进行三维重建;最后,将所有帧的重建结果进行叠加,实现超高分辨荧光分子断层成像。

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