本项目在 2 项国家自然科学基金项目和国家"863"计划海洋重大专项连续 3个五年计划滚动支持下，历经 10 多年产学研联合攻关，研究并掌握了基于稀疏换能器阵列的三维成像规律，发明了适用于近场和远场条件下的换能器阵列稀疏方法，解决了换能器阵元数量巨大所导致的高系统复杂度难题；研究了波束形成算法的计算机制，发明了分布式子阵波束形成实时处理算法和动态三维图像构建方法，实现了水下高分辨率三维场景的实时成像；发明了基于大规模 FPGA 的并行处理系统架构，实现了 128×128 个波束信号的高速实时计算，成功研制了高分辨率相控阵三维声学摄像声纳系统，为我国海底探测和水下安防等提供了一整套高端先进的探测手段。本项目的成果打破了国外的技术垄断，填补了国内空白，作为国家重大科技成果参加了“十一五”国家重大科技成就展。本项目共申请国家发明专利 18 项，其中授权 14 项；获得美国发明专利授权 2 项；获得软件著作权 3 项；发表 SCI/EI论文 16 篇；经由两位院士和其他专家组成的专家组鉴定，项目总体技术水平达到国际领先，为行业进步起到重要的推动作用。

本发明公开了一种群集运动实验数据采集方法及系统，方法包括以下步骤：在实验场景中采集群集运动目标的视频；从当前视频帧中提取目标运动区域；对目标运动区域滤除背景；将滤除背景的目标运动区域与目标灰度阈值进行比较，判定大于目标阈值的像素点为可疑目标像素点，将邻近的可疑目标像素点视为一个可疑目标；将可疑目标与预定目标长度、宽度和面积阈值进行比较，判定可疑目标为个体目标、多目标重合、非目标中的一种；根据历史目标位置、速度和

本发明提供一种心肌质点运动图像与心肌纤维走向图像配准方 法：根据 Tagging-MRI 图像序列获得形变位移场图像和邻域伸缩运动 图像及其相对运动方向中心点，并根据原始心脏 DTI 图像获取心肌纤 维走向图像及其纤维方向中心点，对齐两个中心点并确定相对平移量； 将两个图像均分多个扇形，获取两图像间相似度最大值对应的相对旋 转角度；再在该相对旋转角度下将其中一幅图像相对另一幅图像按不 同倍数缩放，求取两图像间最大相似

针对金属矿山应力测量和声波探测中存在的关键技术问题开展研发，主要技术内容如下：（1）在工程实际中应用了岩石声发射测量地应力波形识别新技术；（2）研发出光弹性应力监测图像识别技术及数据分析方法及设备；（3）研发出岩体结构稳定性的声波探测技术。为我国金属矿山普遍存在的采矿回收率低、地压控制难度大等相关技术难题的解决，提供了有力的技术手段。该成果获江西省科技进步二等奖 1 项，已在国内 4 家矿山企业应用，实现产值 5.45 亿元。 

本成果创新性发明了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构高精度测量技术及系统。 本项目依托华中科技大学仪器学科在表面形貌与结构精密测量领域的传统特色优势和长期积累的科研基础，在国家重大科学仪器设备开发专项、国家自然科学基金仪器研制专项、国家863重点项目课题、国家自然科学基金面上项目等支持下，针对相关制造领域微米尺度、纳米尺度、跨尺度微纳表面结构精密测量问题开展了系列研究。本成果技术主要包括以下方面： 1）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理和方法，共光路融合白光显微干涉与原子力探针传感，突破跨尺度微纳传感瓶颈，解决大动态范围微纳结构测量难题，实现nm-μm-mm跨尺度微纳表面结构高效测量； 2）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度测量的可溯源标定和坐标统一方法，突破了白光干涉与原子力探针跨尺度微纳传感的坐标统一瓶颈和漂移难题，实现了微纳表面结构跨尺度测量的可溯源和稳定高精度； 3）提出了白光干涉质量评价模型和三维图像噪声区域辨识与重建方法，及二维扫描工作台平面度误差阿贝补偿与二维运动同步计量方法，解决噪声问题与宏微驱动二维工作台运动误差对测量精度的影响问题，为跨尺度微纳表面结构高精度测量提供支撑。 图1 微纳结构多模式跨尺度测量仪器实物图 图2 白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理示意图

本成果创新性发明了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构高精度测量技术及系统。 本项目依托华中科技大学仪器学科在表面形貌与结构精密测量领域的传统特色优势和长期积累的科研基础，在国家重大科学仪器设备开发专项、国家自然科学基金仪器研制专项、国家863重点项目课题、国家自然科学基金面上项目等支持下，针对相关制造领域微米尺度、纳米尺度、跨尺度微纳表面结构精密测量问题开展了系列研究。本成果技术主要包括以下方面： 1）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理和方法，共光路融合白光显微干涉与原子力探针传感，突破跨尺度微纳传感瓶颈，解决大动态范围微纳结构测量难题，实现nm-μm-mm跨尺度微纳表面结构高效测量； 2）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度测量的可溯源标定和坐标统一方法，突破了白光干涉与原子力探针跨尺度微纳传感的坐标统一瓶颈和漂移难题，实现了微纳表面结构跨尺度测量的可溯源和稳定高精度； 3）提出了白光干涉质量评价模型和三维图像噪声区域辨识与重建方法，及二维扫描工作台平面度误差阿贝补偿与二维运动同步计量方法，解决噪声问题与宏微驱动二维工作台运动误差对测量精度的影响问题，为跨尺度微纳表面结构高精度测量提供支撑。 图1 微纳结构多模式跨尺度测量仪器实物图 图2 白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理示意图 【技术优势】 本成果项目研制了具有我国自主知识产权的白光干涉原子力探针扫描测量仪等系列微纳表面结构测量仪器，并通过了国家计量院组织的仪器性能和软件的检定测试，纳米尺度原子力垂直测量范围超出国际商用仪器10倍以上，水平动态范围达国际领先水平。 【技术指标】 本成果项目提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理和方法，建立跨尺度传感方法，实现nm-μm-mm跨尺度微纳表面结构高效测量。同时，发明的白光干涉原子力探针扫描测量方法与现有商用原子力显微镜相比，垂直测量范围提高10倍，分辨率优于0.01nm。

本成果来自省部级科技计划项目

本发明公开了一种基于近景摄影测量技术的半孔率统计方法，采用近景摄影技术对爆后台阶预裂面 和光爆面进行快速非接触测量，获取预裂面和光爆面空间三维信息，建立台阶面三维 DEM 模型。通过 影像识别技术，划分预裂孔和光爆孔的孔痕，并根据孔痕在预裂面和光爆面上的不平整度来划分每一个 炮孔半孔的长度。统计所有炮孔的半孔信息，计算得出评价此次爆破效果的半孔率。优点是：本发明可 以极大地提高半孔率的统计精度，减小统计误差，降低作业成本；采用数字近景摄影测量技术，可以获 取更加完整的预裂面和光爆面信息，有利于爆区信息的存储，同时也可以提高预裂和光爆效果评价的可 靠度

多功能图像/视频分析比对系统是一套可以和视频硬件无缝结合的计算机软件系统，它提供了强大的图像采集、编辑、标注、图像处理、分析和检索比对功能。不仅能处理静态图像—静态图像之间的检索、比对和分析；还能处理动态视频图像，动态视频和静态图像的检索、比对和分析。   具体功能包括： 1、各种图像视频设备的输入。系统兼容WDM采集卡，USB数字摄像头以及多种数码照相机和摄像机的视频采集。 2、强大的图像处理功能。包括了图像变换，图像色彩，图像增强和图像分析的基本算法和许多特色算法。 3、圆柱体表面的二元展开。 4、引入图像的编辑、标注、测量等对象，以对象作图层的形式存在于图像表面。 5、图像—图像/图像—视频相似度的检索，重影比对，切割对接，线条比对。 6、图像的分割线自动对接。 7、视频的RGB图像块分析。    技术创新： 1、圆柱体展开扩展为二元展开，即同时可以对目标物体的两个位置进行展开，用于生成圆柱体的平面展开； 2、图像—图像（或视频）的线条比对，用于图像和图像，图像与视频局部之间的精确比对； 3、图像—图像的分割线自动对接，能自动寻找定位图像最相似的部分； 4、视频块RGB分析，能对图像的颜色成分进行分析。 同类技术产品或成果比较： 目前市场上类似产品存在两方面问题： 1、功能单一。静态图像处理，视频图像处理，图像增强和变换等功能不能兼顾，往往某一方面全面而其他方面薄弱，不能满足用户的全方位要求。本产品则综合图像和视频处理的众多功能于一身。 2、个别处理功能薄弱，人工参与多。本产品的运动模糊复原和散焦模糊复原算法都是结合最新算法，效果较好。另外图像自动对接、自动比对等功能实现了自动化，减少了劳动强度。    能为产业解决的关键技术： 能与企业的视频采集系统相结合，完成全套的视频/图像分析和比对功能，完成众多图像处理功能并生成报告。    行业发展水平： 以丰富的图像处理功能和图像/视频比对功能为特色，在专业的图像处理系统中处于较领先水平。    项目主要应用范围： 应用于刑侦图像比对、档案文书的比对以及视频监控和分析的系统平台等。    预期效果： 实现以下模块功能： 1、各种图像视频设备的输入。系统兼容WDM采集卡，USB数字摄像头以及多种数码照相机和摄像机的视频采集。 2、强大的图像处理功能。包括了图像变换，图像色彩，图像增强和图像分析的基本算法和许多特色算法。 3、柱体表面的二元展开。 4、引入图像的编辑、标注、测量等对象，以对象作图层的形式存在于图像表面。 5、图像—图像/图像—视频相似度的检索，重影比对，切割对接，线条比对。 6、图像的分割线自动对接。 7、视频的RGB图像块分析。 可以独立制作系统平台也可植入现有的相关平台，预计创造产值50-300万元。

为提升拍摄的视频图像分辨率，增强图像对比度和清晰度，改善图像的画面质量，本项目综合考虑在设备进行拍摄过程中所遇到的器件性能、拍摄抖动、复杂天气影响等各种因素，以多帧超分辨率重建技术为核心，研发一种智能模糊图像处理软件系统。该系统针对不同的因素，自适应地实现相对应的图像优化处理，主要包括图像去雾、去噪、去模糊等图像增强处理，并结合多帧图像超分辨率重建和单帧图像超分辨率重建技术、稳定化等提升分辨率处理，以便获取更多细节信息。本软件所包含的主要功能详细介绍如下： 1、图像去雾功能