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基于深度學習和壓縮感知理論的新體制水下光學成像
一、項目簡介 關注、認識和經略海洋是當今世界的共識，作為認識海洋、開發和利用海洋和保護海洋的重要手段和工具，水下機器人一直是世界各主要國家科技發展的重點領域，而水下成像系統則是讓機器人看的更遠、更清楚，從而更為有效的感知水下世界的關鍵。 然而，由于水下的光學成像環境復雜而惡劣，水體對光能量的高吸收特性和水中微粒對成像光束的散射，使得水下光學成像技術的成像距離較短。采用主動照明技術等方法可以增加成像距離但同時成像質量下降。現有的各種水下成像技術難以同時兼顧成像距離和成像質量。同時同一種水下成像技術在不同的水體條件下成像距離相差很大，這又造成了針對不同水體條件成像系統調整復雜度的提高和時效性的降低。 項目利用深度學習和壓縮感知等新的理論突破，結合水下距離選通技術和水下主動照明技術等構建新體制遠距離水下光學成像系統，期望能夠有效解決成像距離和成像質量難以兼顧的水下成像難題，使其成為繼聲吶成像和普通光學成像之外的第三類水下成像技術，為水下機器人、科考、資源考察、軍事等領域提供一種有效的成像技術手段。 二、前期研究基礎 課題組是國內最早一批從事壓縮感知成像研究的課題組，在壓縮感知成像領域已有多年積淀，已完成國家自然科學基金3項，在研1項。發表學術論文近10篇。課題組近年來在將深度學習與壓縮感知相結合方面率先開展相關研究工作，并在醫學成像領域取得了顯著的成績。 三、應用技術成果 合作企業已有水下機器人樣機 四、合作企業 福建海圖智能科技有限公司是福建省專業從事小型水下機器人、小型ROV\AUV\ARV、聲吶產品、水下光學影像產品開發設計的高科技公司，是長期專注海洋探測及水下影視領域技術前沿的技術公司。公司位于廈門和福州兩地，有西北工業大學、華南理工大學、廈門大學、重慶大學、福州大學、福建師范大學等相關院系博士、教授近40人組成的科研團隊。公司產品在歐洲、美洲及中國大陸均有銷售。
廈門大學
2021-04-11
一種包含V 分量的全分量偏振遙感成像測量系統及方法
本發明涉及一種包含V分量的全分量偏振遙感成像測量系統及方法,其特征在于:它包括一用于提供空間位置和時間信息的定位定時系統,一能夠測量Stokes四分量的全分量成像系統和一包括V分量在內的全分量偏振圖像處理系統。
北京大學
2021-02-01
一種基于多角度偏振成像的地物密度和巖石檢測裝置
本發明涉及一種基于多角度偏振成像的地物密度和巖石檢測裝置,包括一輻射特性穩定光源、一多角度觀測平臺、一高光譜成像裝置、一計算機和一供電電源所述高光譜成像裝置包含一偏振組件、一光學鏡頭、一成像單元和一偏振組件調節裝置,其中偏振組件、光學鏡頭和成像單元順序同軸排列,光學鏡頭與成像單元固連且成像單元位于光學鏡頭的成像面上所述計算機連接所述多角度觀測平臺和高光譜成像裝置。
北京大學
2021-02-01
安徽大學在生物分子動力學熒光成像領域取得新進展
項目成果/簡介:觀測活細胞內生物大分子的動力學過程和信號小分子對生物大分子的調控作用對于探索生理病理新機制及疾病治療新方法具有重要的科學意義。 我校物質科學與信息技術研究院張忠平課題組（張瑞龍、田肖和、韓光梅、劉正杰），針對上述關鍵科學問題，通過設計一系列多響應、多重定位的新型光學探針，實現了活細胞內信號分子對蛋白/酶活性的調控以及遺傳物質動力學的分子影像分析，在理解細胞內生物分子動力學領域取得了重要科學發現。代表性進展主要包含：（1）氣體信號分子對細胞內酶活性的調控； (2）膜穿透性碳點對活體內DNA和RNA結構及動力學的超分辨影像分析；（3）超分辨成像揭示活性氧調控線粒體核蛋白動力學；（4）超分辨STED和電鏡關聯成像對細胞微管蛋白超精細結構的分析。 上述進展解決了生物探針對細胞內多種組分和細胞器的特異性識別問題，不僅有效避免了熒光光譜的重疊，還同步結合電鏡對生物大分子精細結構的進行研究，為我校雙一流學科生物醫學探針和成像方向再添新成果。
安徽大學
2021-04-10
疾病生物標志物的質譜超高靈敏檢測和成像新方法
膜蛋白生物標志物的超高靈敏度、高通量、多目標及操作簡便的常壓敞開式質譜（AMS）免疫分析新方法。該方法可實現微升級體液中或幾十個細胞表面的疾病蛋白標志物的原位檢測，檢測靈敏度達zeptomole（zmol）水平。實現了血清樣品中CA125等生物標志物的檢測，有望用于卵巢癌和乳腺癌的早期診斷。該平臺還可實現低至25個細胞水平的OVCAR-3和MCF-7細胞表面的重要三種生物標志物（CA125、CEA和EpCAM）的同時、原位表達差異測定，顯示了超高的靈敏度和多目標同時檢測能力，且具有普適性和可拓展性。
北京大學
2021-04-11
三光子磷光銥(III)配合物的合理設計并用于生物成像研究
發展了一種理論計算與實驗測試相結合的三光子熒光染料有效篩選方法，設計、合成了一類具有三光子磷光的新型銥(III) 配合物，并成功將其用于生物熒光成像研究。在研究中，他們發現不改變配合物母體結構，僅通過引入一些特殊的官能團修飾，能有效地將配合物的三光子躍遷幾率和量子產率提升近四倍，極大地改善了銥(III)配合物的三光子光物理性質。 利用三光子顯微共聚焦/磷光壽命成像技術，銥(III)配合物3PAIr2只需低的染色濃度（50 nM）、短的孵育時間（5分鐘）和低的激發功率（980 nm飛秒激光功率為0.5 mW），就可以有效地實現細胞水平的快速線粒體磷光成像。利用大鼠腦部海馬體切片生物模型，完成了3PAIr2在組織切片層面的深度測試，發現其以980 nm激光激發的三光子磷光成像可以達到約500 微米的穿透深度，這個距離是以750 nm激光激發的雙光子磷光成像深度的兩倍。同時在通過雙親性聚合物DSPE-PEG2000包裹后，利用3PAIr2-DSPE-PEG2000進一步嘗試小鼠開顱情況下的腦血管生物熒光成像，得到了450 微米的小鼠腦血管成像深度和三維高分辨率腦血管重構圖。這是首次使用銥(III)配合物作為三光子磷光染料實現了對完整顱骨下腦血管的高穿透和高分辨觀測。不僅為三光子熒光染料的合理設計提供了一條簡便、行之有效的途徑，還獲得了一類具有優異生物成像能力的金屬配合物磷光染料。
中山大學
2021-04-13
一種紅外圖像與波前雙模一體化成像探測芯片
本發明公開了一種紅外圖像與波前雙模一體化成像探測芯片，包括：陶瓷外殼、金屬支撐與散熱板、驅控與預處理模塊、面陣非制冷紅外探測器、以及面陣紅外折射微透鏡，驅控與預處理模塊、面陣非制冷紅外探測器、以及面陣紅外折射微透鏡同軸順序設置于陶瓷外殼內，陶瓷外殼后部設置于金屬支撐與散熱板頂部，驅控與預處理模塊設置于陶瓷外殼后部與金屬支撐與散熱板連接處，面陣非制冷紅外探測器設置于驅控與預處理模塊頂部，面陣紅外折射微透鏡設置于面
華中科技大學
2021-04-14
一種用于聚光系統的非成像二次反射鏡
本發明公開了一種用于聚光系統的非成像二次反射鏡，其通過確定二次反射鏡的母線參數，使得其能夠將入射到一次拋物面的平行于軸線的光反射后匯聚到接收器上并形成均勻分布的圓斑，其特征在于，該非成像二次反射鏡為凸型的非成像二次反射鏡或凹型的非成像二次反射鏡，其中，所述凸型的非成像二次反射鏡設置在聚光系統的初級拋物面聚光器的焦點的上方，其曲面母線方程為：<mathsnum=""0001""><math>&l
華中科技大學
2021-04-14
一種基于光電子全息成像探測原子結構的方法
本發明公開了一種基于光電子全息成像探測原子結構的方法，通過測量強激光作用于原子電離產生的光電子動量譜，分析其中的干涉結構，可以獲取原子散射振幅的相位信息。包括：利用高強度的飛秒激光電離原子，測量電離得到的光電子的動量譜。分析測量到的動量譜，從全息干涉圖中提取原子散射振幅的相位信息。由于目前還沒有探測原子散射振幅相位信息的有效方法，本發明提出的方法將在全面認識原子結構方面有重要的應用價值。
華中科技大學
2021-04-14
監測植物花芽分化或開花過程中溫度變化的活體成像方法
項目成果/簡介:本發明公開了一種監測植物花芽分化或開花過程中溫度變化的活體成像方法。本發明提供的方法，包括如下步驟：1)用紅外線非接觸式熱像儀采集活體待測植物的花芽或花部器官圖像；2)根據步驟1)得到的采集圖像，得到所述活體待測植物的花芽或花部器官的不同位點的溫度，從而實現植物花芽分化或者開花的生熱效應的監測。本發明的實驗證明，本發明的方法具有以下優點：1)操作簡單，快速：省略了植物觀測中取樣、分離等前
北京林業大學
2021-01-12