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基于真實成像模型，圖像序列/視頻數(shù)據(jù)的通用超分辨率重建方法；對弱紋理目標的高清重建，對超精細紋理的精確預測與重建。

一、 項目簡介生物電磁信號攜帶有生物活體的生理、病理信息，檢測和提取有用生物電磁信號并據(jù)此分析其內部電磁過程，對于揭示生命活動本質和醫(yī)學診斷治療都具有重要意義。課題組于1995年開始對生物醫(yī)學電磁場問題數(shù)值求解方法及應用進行研究，1997年主持了國家自然科學基金電工學科首個生物電磁領域課題“生物醫(yī)學電磁逆問題求解的數(shù)值方法研究”。二、 項目技術成熟程度在生物醫(yī)學電磁問題數(shù)學建模與求解方法方面，針對腦電（EEG）和電阻抗成像（EIT）的正、逆問題，分別建立了二維與三維數(shù)學模型、靜態(tài)和動態(tài)求解模型，研究高效快速的求解方法。在功能成像方面，針對肺功能、乳腺癌以及腔內心肌瘢痕等檢測問題，研制了128通道多頻電阻抗實時監(jiān)測與成像系統(tǒng)，對人體胸腔和乳腺的電阻抗特性進行檢測與功能成像。三、 技術指標（包括鑒定、知識產(chǎn)權專利、獲獎等情況）近年來獲河北省自然科學二、三等獎各1項；完成和承擔國家自然科學基金重點項目2項，國家自然科學基金面上項目2項，省部級項目10余項；出版專著2本，發(fā)表論文百余篇，其中大部分被SCI、EI檢索；申請專利2項。四、 高清成果圖片3-4張 人體胸腔呼吸過程電阻抗信息檢測與功能成像

福州大學物信學院黃衍堂教授團隊與福建美營自動化科技有限公司進行產(chǎn)學研合作，成功研發(fā)“遠程熱成像人體體溫檢測報警裝置”。該設備已經(jīng)在福州高新區(qū)管委會試點投入使用，被應用于抗擊新冠病毒疫情的戰(zhàn)疫。

微波反射結合準光學技術是測量等離子體密度漲落空間分布在國際上新的發(fā)展方向。微波反射成像診斷是近十年來在微波反射技術和準光學成像技術基礎之上發(fā)展起來的，主要用于測量等離子體二維或三維磁流體不穩(wěn)定性以及電子密度漲落的新技術。

熒光顯微成像是分子生物學研究的主要手段，然而由于激發(fā)光的高光子通量和光毒性，成像總次數(shù)受限，因而目前還未能全面揭露細胞內部細胞器的相互作用及動態(tài)過程。活細胞的高分辨長時程成像目前仍然是生物學研究中的巨大挑戰(zhàn)，由于軸向掃描速度的限制，三維熒光成像需要更大的激發(fā)光子通量，而光漂白效應則極大限制了三維成像的總時長。同時，由于熒光光譜較寬，成像過程中通道數(shù)目受限，熒光成像一般僅能同時標記有限種類的分子。而電鏡等輔助成像手段雖可觀察多種細胞器，但僅能提供靜態(tài)快照作為輔助。光學衍射層析顯微成像具有光通量低，光毒性小的特點，可有效解決熒光成像遇到的問題。光學衍射層析成像系統(tǒng)中，先前的工作缺少熒光成像作為輔助，衍射層析圖像中的多數(shù)結構缺乏標定，僅能進行形態(tài)學分析。傳統(tǒng)光學衍射層析成像中，也僅對脂滴、染色體和線粒體進行了結合寬場熒光成像的鑒別標定。 北大研究團隊提出一種結合光學衍射層析顯微成像和結構光照明超分辨熒光成像的雙模態(tài)顯微成像方法，用超分辨熒光成像輔助光學衍射層析進行共定位成像。在雙模態(tài)成像系統(tǒng)中，光學衍射層析成像具有優(yōu)異的分辨能力，且無光毒性的限制，因而可以長時間、全面地記錄細胞內各種細胞器間的三維相互作用動態(tài)；熒光成像模態(tài)可提供分子層面的化學特異性分辨能力，因此成為鑒別無標記成像模態(tài)成像結果的重要依據(jù)。利用光學衍射層析-結構光照明熒光雙模態(tài)成像系統(tǒng)，可開展一系列的活細胞成像研究，并應用于病理診斷、藥理分析、耐藥性研究等。

傳統(tǒng)的光學顯微系統(tǒng)受到阿貝衍射極限原理的限制，無法分辨尺度小于~200nm的事物，為了突破衍射極限，超分辨熒光顯微技術應運而生，在生物成像等領域得到廣泛應用。根據(jù)成像采集過程，超分辨方法主要可分為兩類。一種是單分子定位顯微方法（SMLM），通過熒光分子的光開關特性，孤立每個發(fā)光分子進行單獨定位。此類方法具有不受衍射極限限制的特點，可以得到10-40nm的超高分辨率，但由于分子激活漂白的循環(huán)步驟使得采集速度和成像時間較慢。另一種是如結構光照明等寬場成像的超分辨顯微技術，可以通過獲得相鄰區(qū)域/熒光分子間一定程度的響應差異來實現(xiàn)分辨率的提升。寬場成像的方法具有較高的時間采集效率，但由于同時激發(fā)視野內的全部分子，使得其分辨能力往往在100nm以上。目前還缺乏一種方法在理論上可以有效的兼顧寬場成像的時間采集效率和單分子定位方法的空間分辨率，因此亟需提出一種基于寬場成像對熒光分子高效調制的技術方案。 超分辨方法其本質都是通過識別單個熒光分子的獨立的發(fā)射特性獲得該分子的空間定位。如果可以對寬場成像中衍射極限以內各個發(fā)光分子熒光發(fā)射差異實現(xiàn)主動控制，則有可能獲得更好的超分辨顯微結果。近期，物理學院介觀物理國家重點實驗室極端光學研究團隊提出了基于量子相干控制原理主動調制分子熒光發(fā)射而獲得超分辨熒光顯微的方法（SNAC），在寬場成像下實現(xiàn)了分辨率的提升。課題組在ZnCdS量子點體系下獲得衍射極限范圍內各個量子點的差異化激發(fā)。通過設計多個整形脈沖，單個ZnCdS量子點的熒光差異性會得到增強。課題組通過周期性改變整形脈沖和傅立葉增強提取熒光響應的差異。同時，主動控制的圖像采集方案可以有效的抑制系統(tǒng)中不隨調制周期變化的泊松隨機噪聲和CMOS工藝導致的固定噪聲，極大的提升了信噪比。接著，利用獨立開發(fā)的混合周期（Combination-FFT）和多高斯擬合定位算法獲得最終的超分辨重建結果。研究模擬了鄰近雙點熒光發(fā)射的超分辨定位，其結果可以很好的分辨出低至50nm的相鄰熒光分子。對于密集標記的線性結構，SNAC的分辨能力同樣有顯著性的提高，獲得了30nm左右的徑向定位精度。在量子點標記的COS7細胞樣品的維管結構區(qū)域清晰的觀測到了維管的平行取向和姿態(tài)排布以及纖維交叉區(qū)域的95.3nm的鄰近雙峰，顯示出了比已有多種寬場超分辨方法更好的重建結果。這個研究將脈沖整形作為新的控制維度引入熒光超分辨，并將寬場超分辨成像技術的分辨率提升到了與單分子定位方法接近的50nm的水平。

鄭州輕工業(yè)大學軟件學院人工智能和機器人實驗室負責人黃萬偉博士，用10天時間和團隊自主研發(fā)出紅外熱成像測溫樣機及“紅外熱成像人體測溫篩查預警系統(tǒng)”，并交付使用。

本發(fā)明公開一種磁納米溫度成像方法，首先，對磁納米粒子樣品所在區(qū)域同時施加恒定直流磁場和交流磁場，采集磁納米粒子的交流磁化強度信號，檢測出各奇次諧波幅值；然后，將恒定直流梯度場替換為含梯度磁場的組合直流磁場，采集磁納米粒子的交流磁化強度信號，檢測出各奇次諧波幅值；計算兩次諧波幅值差值；利用朗之萬函數(shù)的泰勒級數(shù)展開建立奇次諧波差值與溫度的關系式，求解關系式獲得在體溫度；最后，改變直流梯度場至下一位置，直到完成整個一

1. 痛點問題 在常規(guī)顯微系統(tǒng)中，寬視場與高分辨率不可兼得。此外，基于單光子照明的成像方式一般均不具有層析能力，極大地限制了其應用范圍。 2. 解決方案 圖1 完整寬視場、高分辨率成像示意圖 本發(fā)明公開了一種顯微層析成像方法與裝置。包括：在投影器件上依次加載所需的各照明圖案，利用光學中繼透鏡組以預設的縮放比例中繼到樣本面對相應子視場進行激發(fā)，子視場中被不同照明圖案激發(fā)的熒光信號依次通過光學中繼透鏡組，并以預設的縮放比例中繼到相機靶面，實現(xiàn)高分辨的子視場圖像的獲取；通過二維橫向掃描器件使得光束在樣本面上產(chǎn)生橫向偏移，實現(xiàn)超大視場的不同子視場的結構光圖像及其均勻光圖像的獲取（圖1）；通過軸向掃描器件使光束在樣本軸向產(chǎn)生偏移，實現(xiàn)對樣本的軸向掃描；對獲取的圖像依次利用結構光層析算法、圖像拼接算法、三維重建算法，最終得到三維光學層析圖像。本發(fā)明具有寬視場、高分辨率及三維層析成像的性能。 合作需求 尋求在顯微儀器領域有相關技術開發(fā)、市場推廣經(jīng)驗，能推進本發(fā)明落地的高技術光電企業(yè)。

本成果運用圖像識別、智能診斷等技術，對電力設備運行狀況進行實時分析并及時預警設備故障。該技術填補了電力設備檢測與故障診斷領域的技術空缺，能夠準確、全面地對電力設備的故障狀態(tài)進行檢測與定量分析。   目前的電力設備故障檢測技術主要有基于紅外成像的電力設備異常發(fā)熱檢測技術與基于紫外成像的電力設備異常放電檢測技術，兩種方法均獨立應用。由于電力設備分布面廣、數(shù)量眾多且運行時具有高溫、高電壓等特殊性，常規(guī)檢測方式難以準確判定電力設備的發(fā)熱和放電情況。本