CN104688265A - 一种动态直接呈现图像的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种动态直接呈现图像的方法和成像系统。本发明通过将微观量子理论推广到宏观物质，提出了广义量子理论，并基于广义量子理论提出一种动态直接呈现图像的方法。所述的方法通过生成感应环境场，使感应粒子与感应物质感应，感应粒子自组织运动，形成感应粒子密度分布，最终感应粒子密度分布与感应环境场达到平衡状态时，感应粒子的密度分布状态动态实时直接呈现图像。进一步地，本发明还提供一种成像系统，该系统包括感应环境场生成模块和图像显示成像模块，感应环境场生成模块中的感应物质与检测对象作用，形成感应环境场；感应环境场使图像显示成像模块中的感应粒子自组织运动，其密度分布状态动态实时直接呈现图像。

Description

一种动态直接呈现图像的方法和系统

技术领域

本发明属于量子力学应用及检测成像领域，具体涉及一种动态直接呈现图像的方法和系统。

背景技术

每一次检测成像技术的进步都伴随一次人类视野的进一步拓展和深入。检测成像技术从X光成像技术开始，经历了CT成像技术提升，已经发展到了现在最为先进的核磁共振成技术(MRI)。但现有的检测成像技术都需要处理器对传感器数据的计算和重构。即使MRI也需要对接收后的核磁共振信号进行处理，需要经过漫长的计算处理过程才能得到检测图像，无法实现检测成像的动态实时。而在生物界中，变色龙却能根据环境光场和分布差异进行相应地变色，动态实时地直接呈现环境光场。如果能把变色龙实时动态变色的机理发展成为成像技术，无疑是对检测成像领域一次突破性地发展。

而另一方面，随着医学研究技术和全息造影技术的发展，医疗检测成像和全息造影的要求也不断提高，实时动态地直接得到被检测物体的全息影像已经成为一个迫在眉睫的问题。于是，针对现有探测成像技术其成像过程都需要计算机的计算处理，而无法直接不通过计算和数据处理得到动态实时的问题，本发明提供了一种基于广义量子理论的动态实时非计算直接检测成像技术。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明基于量子力学理论，首次将微观量子力学理论拓展推广到宏观世界，实现用量子力学理论来描述宏观物质的现象，应用量子理论的原理来对宏观世界的物质运动进行阐释，提出了广义量子理论，并且基于广义量子理论提供一种成像过程不需要针对图像数据进行建模，也不需要对图像数据进行计算和重构，动态实时直接呈现图像的方法和系统，其中广义量子概念逻辑如图1所示，广义量子概念关系如图2所示。特别地，本发明还提供了一种动态实时直接呈现三维图像的方法和系统。所述的直接呈现图像是指图像的呈现无需通过建模，也无需进行数据计算，直接显示出图像。

本发明方法就好比变色龙在一个环境光场下移动，变色龙能够根据环境光谱进行相应的变色，在变色龙变色过程中，变色龙色素细胞内的色素粒子对感应环境光谱敏感，进行自组织运动，形成色素粒子分布，最终分布和环境光场一致(如图3中(a)所示)，变色龙完成变色过程。变色龙体内有三种色素细胞，每种色素细胞中含有色素粒子，变色时色素粒子的运动过程就好像三种对光敏感的蚂蚁趋向于三种颜色的光，对红光敏感的红蚂蚁就会趋向红光较强的地方聚集，最终红蚂蚁在场中某位置聚集数量会与该位置的红光强度对应，对绿光敏感的绿蚂蚁就会趋向绿光较强的地方聚集，最终绿蚂蚁在场中某位置聚集数量会与该位置的绿光强度对应，对蓝光敏感的蓝蚂蚁就会趋向蓝光较强的地方聚集，最终蓝蚂蚁在场中某位置聚集数量会与该位置的蓝光强度对应，蚂蚁的数量分布与环境光场一致(如图3中(b)所示)。

本发明采用如下的技术方案：

一种动态直接呈现图像的方法，本发明所述方法包括以下步骤：

1)生成感应环境场(Induction Environment Field，简称IEF)，所述的感应环境场(IEF)由感应物质形成；

2)感应粒子与感应环境场(IEF)感应，感应粒子按照感应环境场(IEF)进行自组织运动，形成感应粒子密度分布，感应粒子密度分布与感应环境场(IEF)趋于平衡状态；

3)感应粒子自组织运动完成，感应粒子密度分布与感应环境场(IEF)达到平衡状态，感应粒子的密度分布状态动态实时直接呈现图像。

本发明所述方法基于量子理论，首次将微观量子理论推广到宏观物质，提出了宏观物质之间的广义量子效应。因此，为了便于对本方法所述原理进行相应的阐述，本发明提出感应、感应粒子、感应环境场(IEF)的全新概念，并对其进行了定义；将微观与宏观物质实现了统一，提出了广义量子理论，利用适用于微观粒子的公式和原理对宏观物质运动进行全新的阐释和表达，并基于广义量子理论提出了一种动态实时直接呈现图像的方法(其中广义量子概念逻辑如图1所示，广义量子概念关系如图2所示)。

具体定义和定理如下所述：

本发明所述的感应的物理定义如下：如果物质a与物质b之间存在对偶属性，并在一定屏蔽条件下，对偶属性只存在于物质a与物质b之间，那么我们称物质a与物质b感应。物质a与物质b之间的对偶属性越多，物质a与物质b之间的感应越强。所述的对偶属性是因物质a与物质b遵循同一物理规律而相互敏感的属性。所述的同一物理规律可以是频率共振、电磁耦合、磁耦合、结构互补、结构匹配。所述的屏蔽条件是指物质a与物质b遵循同一物理规律所需的物理条件，所述的屏蔽条件包括但不限于感应范围、温度、电磁强度、能量等条件。所述的对偶属性可以是分别带正电荷与带负电荷的电偶极子，磁体中的N极磁性和S极磁性，生物中抗体与抗原的互补结构，DNA中互补配对的碱基等。

本发明所述的感应的数学定义如下：设全集C有n个对偶属性子集，其中第i个对偶属性子集为D_i＝{x_i,y_i}，其中x_i和y_i是第i个对偶属性子集中的两个具有对偶关系的元素值，存在已知物质a的属性集合为A，A＝{a₁,a₂,...,a_n}，且满足a_i∈D_i，物质b的属性集合为B，B＝{b₁,b₂,...,b_n}，且满足b_i∈D_i，集合A与集合B都具有n个元素值，当且仅当A∪B＝C，时，即有B＝A^C，那么物质a与物质b感应。

如果物质a与物质b感应，并且物质a形成的场作用于物质b，使物质b的分布与物质a形成的场一致，那么物质a为感应物质，物质a形成的场为感应环境场(IEF)，物质b为感应粒子。其中，如果感应粒子与感应环境场(IEF)感应，那么感应粒子受到感应范围内感应环境场(IEF)的作用力，进行自组织运动，感应环境场(IEF)受到感应粒子密度分布的影响。所述的分布包括感应粒子的空间位置和姿态，如超声微泡与超声波场感应，超声微泡依照超声场中超声波的强弱分布在空间中聚集；铁粉与磁场感应，铁粉按照磁场中的磁力强弱分布在空间中聚集(该感应为宏观量子下的新定义，详见后续公式与推导)；磁针与磁场感应，磁针的姿态按磁场形成。

所述的感应范围是指感应环境场(IEF)中对感应粒子有作用的ε_i范围，所述的ε_i可以是以感应粒子位置r_i为中心的任意形状的区域，平面包括但不限于圆形、三角形、矩形、多边形、不规则曲线形。

所述的感应粒子与感应环境场(IEF)感应可以是感应粒子与感应环境场(IEF)满足感应粒子共振频率ω_c与感应环境场(IEF)的频率ω_e相等，并且感应粒子对感应环境场(IEF)敏感，受到感应环境场(IEF)作用力；所述感应环境场(IEF)作用力包括感应粒子所在位置受到的一个或多个不相关梯度矢量方向上的作用力，感应粒子分布实时动态反映感应范围内的感应环境场(IEF)。

所述的感应粒子可以具有多种颜色，并且颜色深度与粒子密度相关，粒子密度越高，显示的颜色越深。当感应粒子为单色时，最终感应粒子的分布动态实时直接呈现单色图像；当感应粒子为多色时，最终感应粒子的分布动态实时直接呈现彩色图像。进一步地，在三维成像时，感应粒子为透明色，在显色密度下呈现单色或多色，最终感应粒子的分布动态实时直接呈现单色或彩色图像。

作为优选，可以利用共振频率匹配的方法来筛选感应粒子，所述的共振频率匹配方法可以是频率直接测算法或者频率扫描测定法；

所述的频率直接测算法是指根据感应粒子的质量m和弹性系数k来计算得到，其中感应粒子的弹性系数k与感应粒子的外形尺寸和硬度有关，感应粒子的质量和弹性系数都可通过查找相应的材料参数获得，于是感应粒子的共振频率ω_c的计算公式如下所示：

${\mathrm{\ω}}_c=2\mathrm{\π}{f}_c=2\mathrm{\π}\·\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{k}{m}}=\sqrt{\frac{k}{m}}$

所述的频率扫描测定法是指不断扫描改变感应物质发生源的频率，通过观测感应粒子在相同强度不同频率感应环境场(IEF)中的振动强度来确定感应粒子的共振频率ω_c，感应粒子最强时的感应环境场频率即为共振频率ω_c，或者也可以直接通过频率计进行相应的测量。

所述的感应环境场(IEF)中的势能分布不均匀，每个位置包含一个或多个不相关的梯度，并具有相应势能；所述感应环境场(IEF)的势能是指感应粒子对感应环境场(IEF)敏感，受到沿感应环境场(IEF)中的梯度方向上的力能够做功而具有的能量；如图4中(a)所示，以匀强电场为例，由于正负电荷的分布变化，电场中形成了电势梯度；如图4中(b)所示，以多个电荷形成的电场为例，电荷分布的变化在产生了电势梯度，电势梯度方向与电场中分布的等势线垂直，电场中同一等势线上的位置电势能相等。

作为优选，本发明中所述的感应环境场(IEF)选自感应环境电场(能够与感应粒子感应的电场)、感应环境磁场(能够与感应粒子感应的磁场)、感应环境光场(能够与感应粒子感应的光场)、感应环境声场(能够与感应粒子感应的声场)、感应环境电磁场(能够与感应粒子感应的电磁场)、感应环境温度场(能够与感应粒子感应的温度场)、感应环境引力场(能够与感应粒子感应的引力场)中的任意一种或任意多种，所述感应环境声场可以是感应环境超声波场、感应环境次声波场、感应环境普通声场。

所述的感应环境场(IEF)均可以通过三种方式来生成，生成所述的感应环境场(IEF)的方式选自主动式、半主动式、被动式。

其中，主动式方式是首先生成势能均匀分布的初始感应环境场，再由检测对象对初始感应环境场中的感应物质进行反射，从而生成势能不均匀分布的感应环境场(IEF)；半主动式方式是首先生成势能均匀分布的初始感应环境场，再由检测对象对初始感应环境场中的感应物质进行屏蔽或吸收，从而生成势能不均匀分布的感应环境场(IEF)。被动式方式为检测对象自身就会生成势能不均匀分布的感应环境场(IEF)。

具体地，主动式方式和半主动式方式需要先生成初始感应环境场(Initial Induction EnvironmentField，简称IIEF)，再通过与检测对象作用，生成感应环境场(IEF)。

所述的主动式方式包括如下步骤：

(1)一个或多个感应物质发生源生成势能均匀分布的初始感应环境场(IIEF)；

(2)检测对象反射势能均匀分布的初始感应环境场中的感应物质，被反射后的感应物质形成感应环境场(IEF)；

主动式方式中检测对象对初始感应环境场(IIEF)中的感应物质敏感，能够反射感应物质。

主动式方式下，所述的感应环境场(IEF)的势能分布不均匀，包含检测对象的分布信息；检测对象的分布信息会在感应粒子与感应环境场感应后，通过感应粒子密度分布呈现，感应粒子密度分布与检测对象分布相同，检测对象的分布信息为最终直接呈现的图像。

所述的半主动式方式包括如下步骤：

(1)一个或多个感应物质发生源生成势能均匀分布的初始感应环境场(IIEF)；

(2)检测对象屏蔽或吸收势能均匀分布的初始感应环境场中的感应物质，被屏蔽或吸收后的感应物质形成感应环境场(IEF)。

半主动式方式中检测对象对初始感应环境场(IIEF)敏感，能够屏蔽或吸收感应物质。

半主动方式下，所述的感应环境场(IEF)的势能分布不均匀，包含检测对象的分布信息；检测对象的分布信息会在感应粒子与感应环境场感应后，通过感应粒子密度分布呈现，感应粒子密度分布与检测对象分布相反，检测对象的分布信息为最终直接呈现的图像。

所述的被动式方式包括如下步骤：

(1)检测对象发出感应物质；

(2)感应物质形成感应环境场(IEF)；

被动式方式中检测对象即为感应物质发生源，例如能够形成感应环境光场的发光源，或者是能够形成感应环境磁场的不规则永磁体，或者是能够形成感应环境电场的电荷等。

被动式方式下，所述的感应环境场(IEF)包含检测对象发出的感应物质的分布信息；感应物质的分布信息会在感应粒子与感应环境场感应后，通过感应粒子密度分布呈现，感应粒子密度分布与检测对象发出的感应物质分布相同。

由于感应粒子与感应环境场(IEF)的作用要远远大于感应粒子间的作用力，因此感应粒子间的相互作用可以忽略不计，感应粒子动态直接呈现图像的过程如图5所示：

为了使感应粒子在感应环境场(IEF)的作用下的运动过程更加便于理解，以下引入感应合成表达场来进行描述。所述的感应合成表达场是基于重力场的物理规律来解释感应粒子自组织运动而引入的场，感应合成表达场表示在感应粒子密度分布的影响下，感应环境场(IEF)中能够被感应粒子感应到的感应物质分布。在重力场中，水从地势高的地方流向地势低的地方，同时水会填充原来地势较低的地方，使场中任意位置的势能一致；水的深度与重力场的地势对应，地势有多低，水就有多深。与重力场类似，感应粒子也会从感应合成表达场中势能相对较高的位置向势能较低的位置运动。同时，运动到势能较低位置的感应粒子也会影响感应环境场(IEF)势能，产生感应粒子密度分布的伪势能，最终使得感应合成表达场的任意位置处的势能一致；并且，感应粒子的当量与感应环境场(IEF)的势能对应，感应环境场(IEF)的势能有多高，能够吸引感应粒子的当量就有多少。

所述的感应粒子密度分布的伪势能是指感应粒子与感应物质感应的过程中，感应粒子运动到感应环境场(IEF)中某个位置，对该位置的感应环境场(IEF)势能产生相应的影响，导致其他感应粒子在感应环境场(IEF)中该位置的势能减少，其中减少的势能即为所述的感应粒子密度分布的伪势能。

所述相应的影响有：

(1)感应粒子与感应环境场(IEF)感应，使得该位置处感应环境场(IEF)能吸引感应粒子的当量减少，该位置感应环境场(IEF)的势能降低；

(2)感应粒子占据了感应环境场(IEF)中的该位置，使其他感应粒子无法运动到此位置与感应环境场(IEF)感应；

(3)感应粒子与感应环境场(IEF)感应后，感应粒子与感应环境场(IEF)中的感应物质匹配，屏蔽了其他感应粒子在该位置与感应环境场(IEF)感应。

根据本发明对感应粒子密度分布的伪势能定义可知，粒子密度越高的区域对应的感应粒子伪势能越高，空间中任意位置的感应粒子密度分布的伪势能与该位置感应粒子的密度成正比，t时刻空间中r_i位置处的ε_i范围内的感应粒子密度分布的伪势能计算公式如下：

V_c(r_i,t)＝σ·C(r_i,t)

V_c(r_i,t)为感应粒子密度分布的伪势能，C(r_i,t)为t时刻r_i位置处的感应粒子密度，σ为ε_i范围内的密度—伪势能转换系数，σ可以通过测量在平衡状态下，伪势能为V₀的感应环境场(IEF)处的感应粒子密度C₀计算得到，计算公式如下：

由以上可知，t时刻空间中r位置处所述的感应合成表达场的势能与感应粒子密度分布的伪势能，感应环境场(IEF)的势能存在如下关系：

V(r,t)＝V_c(r,t)-V_e(r,t)

V为感应合成表达场的势能，V_c为感应粒子密度分布的伪势能，V_e为感应环境场(IEF)的势能。

以下通过感应合成表达场来对感应粒子的自组织运动进行详细的阐述：

如图5的①所示，在初始状态下，感应粒子受到感应环境场(IEF)作用形成感应粒子密度分布，此时的感应粒子密度分布均匀，感应环境场(IEF)任意位置处的感应粒子密度分布伪势能设为零，于是，感应合成表达场的势能与感应环境场(IEF)的势能符号相反。在感应粒子自组织运动的过渡过程中，感应粒子会不断被感应合成表达场中的平衡位置所吸引，占据平衡位置，使该位置的感应粒子的密度逐渐变大。所述的平衡位置是指某一有限范围内势能最小的位置，即势阱。达到平衡状态时，感应合成表达场的势能呈均匀分布，成像平面的感应粒子密度分布与感应环境场(IEF)相同，感应粒子的密度分布状态动态实时直接呈现图像。所述的成像平面是指感应粒子直接呈现图像的平面。

达到如图5的①所示的平衡状态后，当感应环境场(IEF)发生变化时，感应合成表达场的势能分布也会发生相应的变化。如图5的②所示，当感应环境场(IEF)部分位置的势能升高时，感应合成表达场相应位置的势能降低，感应环境场(IEF)该位置处的感应物质能够与更多的感应粒子感应，其他新的感应粒子不断向该位置附近的平衡位置自组织运动，最终达到平衡状态，感应合成表达场的势能呈均匀分布，成像平面的感应粒子密度分布与感应环境场(IEF)相同，感应粒子的密度分布状态动态实时直接呈现图像。如图5的③所示，感应环境场(IEF)部分位置的势能降低，感应合成表达场相应位置的势能升高，感应物质不足以吸引感应粒子处于该平衡位置，感应粒子在该平衡位置密度过高，感应粒子不断向新的平衡位置自组织运动，最终达到平衡状态，感应合成表达场的势能呈均匀分布，成像平面的感应粒子密度分布会与感应环境场(IEF)相同，感应粒子的密度分布状态动态实时直接呈现图像。

具体地，感应粒子的自组织运动过程通过如下计算推导可得：

感应粒子与感应环境场(IEF)感应，形成感应粒子密度分布。t时刻在空间位置r_i上，感应粒子密度分布的伪势能由此位置的感应粒子密度决定。因此，感应粒子密度分布的伪势能为：

V_c(r_i,t)＝σ·C(r_i,t)

C(r_i,t)为r_i位置处的感应粒子密度，σ为ε_i范围内的感应粒子密度分布的密度—势能转换系数，σ可以通过测量在平衡状态下，势能为V₀的感应环境场(IEF)r_i处的感应粒子密度C₀计算得到，计算公式如下： $\mathrm{\σ}=\frac{V_0}{C_0}.$

t时刻在空间位置r上，感应合成表达场的势能为：

V(r,t)＝V_c(r,t)-V_e(r,t)

V为感应合成表达场的势能，V_c为感应粒子密度分布的伪势能，V_e为感应环境场(IEF)的势能；已知t时刻在空间位置r上，感应粒子的量子叠加态平面波函数ψ(r,t)可表示为：

$\mathrm{\ψ}(r,t)=A\left(r\right)e^{-i{\mathrm{\ω}}_{c}t}$

A(r)为波函数的幅值，ω_c为波函数的频率，且满足ω_c＝ω_e，ω_e为感应环境场(IEF)频率；又因为感应粒子与感应环境场(IEF)感应，于是考虑单位时间内r_i位置感应粒子受到感应环境场(IEF)梯度力作用运动而变化的能量E(r_i)与感应合成表达场势能差ΔV(r_i)有如下关系：

E(r_i)ψ(r_i)＝ΔV(r_i)

感应合成表达场势能差ΔV(r_i)随时间t变化情况由以下方程计算可得：

$\begin{array}{c}\mathrm{\ΔV}(r_i,t)=\mathrm{\Δ}{V}_c(r_i,t)-\mathrm{\Δ}{V}_e(r_i,t)\\ \mathrm{\Δ}{V}_c(r_i,t)=\frac{\underset{r_j\∈{\mathrm{\ϵ}}_i}{\mathrm{\Σ}}(V_c(r_i,t)-V_c(r_j,t))}{N}\\ \mathrm{\Δ}{V}_e(r_i,t)=\frac{\underset{r_j\∈{\mathrm{\ϵ}}_i}{\mathrm{\Σ}}(V_e(r_i,t)-V_e(r_j,t))}{N}\end{array}$

其中，ΔV_c(r_i,t)为感应粒子密度分布的伪势能差，ΔV_e(r_i,t)为感应环境场(IEF)的势能差，N为ε_i范围内的与r_i相关位置数量。

在无外加势能的情况下，位置r_i与r_j处的感应合成表达场的势能达到平衡状态，需满足以下关系：

$\frac{V(r_i,t)}{N}-U_{\mathrm{ij}}(r_i,t)=\frac{V(r_j,t)}{N}+U_{\mathrm{ij}}(r_i,t)$

由上式可得，位置r_i与r_j处的感应合成表达场的势能达到平衡状态的势能变化量为：

$U_{\mathrm{ij}}(r_i,t)=\frac{V(r_i,t)-V(r_j,t)}{2N}$

在t时刻在空间位置r_i上的感应粒子在感应合成表达场梯度下所受的合力为计算公式如下所示：

$\begin{array}{c}\stackrel{\→}{F_i}\left(t\right)=\underset{r_j\∈{\mathrm{\ϵ}}_i}{\mathrm{\Σ}}\stackrel{\→}{F_{\mathrm{ij}}}\left(t\right)=\underset{r_j\∈{\mathrm{\ϵ}}_i}{\mathrm{\Σ}}\frac{\mathrm{\δ}{V}_{\mathrm{ij}}}{\mathrm{\δ}\stackrel{\→}{e_{\mathrm{ij}}}}=\underset{r_j\∈{\mathrm{\ϵ}}_i}{\mathrm{\Σ}}\frac{U_{\mathrm{ij}}(r_i,t)}{\stackrel{\→}{e_{\mathrm{ij}}}}\\ {\left|c_{\mathrm{ij}}\right|}^2=\frac{{\left|\stackrel{\→}{F_{\mathrm{ij}}}\left(t\right)\right|}^2}{{\left|\stackrel{\→}{F_i}\left(t\right)\right|}^2}\end{array}$

其中，|c_ij|²为感应粒子在矢量梯度方向上感应粒子被驱动的数量占被驱动数量比例。

因此，r_i位置上的感应粒子所处的量子叠加态可表示为

$|\mathrm{\ψ}>=\underset{r_j\∈{\mathrm{\ϵ}}_i}{\mathrm{\Σ}}{c}_{\mathrm{ij}}|e_{\mathrm{ij}}>$

因此，使用不含时的薛定谔方程描述t时刻下感应粒子的运动状态如下：

ψ(r_i)为位置r_i处感应粒子的波函数，m为感应粒子质量，为约化普朗克常数。

当在r_i处的感应粒子动能满足近似相等时，以上方程变为：

T(r_i)+U(r_i)ψ(r_i)＝Eψ(r_i)

T(r_i)为位置r_i处感应粒子动能，U(r_i)为位置r_i处感应粒子势能。

已知 $U_{\mathrm{ij}}=\underset{\mathrm{\ϵ}}{\∫}\left|\stackrel{\→}{F_{\mathrm{ij}}}\right|{\mathrm{dr}}_{\mathrm{ij}},\underset{-\∞}{\overset{\∞}{\∫}}{\left|\mathrm{\ψ}(r_i,t)\right|}^2\mathrm{dr}=\underset{\mathrm{\ϵ}}{\∫}{\left|c_{\mathrm{ij}}\right|}^2\mathrm{dr}=1,$ E(r_i)ψ(r_i)＝ΔV(r_i)，于是有：

$\begin{array}{c}U\left(r_i\right)\mathrm{\ψ}\left(r\right)=\underset{{\mathrm{\ϵ}}_i}{\∫}\stackrel{\→}{F_i}{\mathrm{dr}}_i\underset{r_j\∈{\mathrm{\ϵ}}_i}{\mathrm{\Σ}}{c}_{\mathrm{ij}}\·\stackrel{\→}{e_{\mathrm{ij}}}=\underset{{\mathrm{\ϵ}}_i}{\∫}\underset{r_j\∈{\mathrm{\ϵ}}_i}{\mathrm{\Σ}}{c}_{\mathrm{ij}}\left|\stackrel{\→}{F_i}\right|\stackrel{\→}{e_{\mathrm{ij}}}{\mathrm{dr}}_i\underset{r_j\∈{\mathrm{\ϵ}}_i}{\mathrm{\Σ}}{c}_{\mathrm{ij}}\·\stackrel{\→}{e_{\mathrm{ij}}}=\underset{r_j\∈{\mathrm{\ϵ}}_i}{\mathrm{\Σ}}\stackrel{\→}{{|F}_i|}\underset{{\mathrm{\ϵ}}_i}{\∫}{\left|c_{\mathrm{ij}}\right|}^2{\mathrm{dr}}_i\\ =\underset{r_j\∈{\mathrm{\ϵ}}_i}{\mathrm{\Σ}}{U}_{\mathrm{ij}}\left(r_i\right)=\frac{\mathrm{\Δ}{V}_c\left(r_i\right)-\mathrm{\Δ}{V}_e\left(r_i\right)}{2}=\frac{\mathrm{\ΔV}\left(r_i\right)}{2}=\frac{E\left(r_i\right)\mathrm{\ψ}\left(r\right)}{2}\end{array}$

而由哈密顿-雅克比方程来计算感应粒子沿等值曲面的法线速度分量u和速度v分别为：

$\begin{array}{c}u=\frac{E}{\sqrt{2m(E-U)}}\\ v=\sqrt{\frac{2(E-U)}{m}}\end{array}$

当u＝v时，感应粒子沿等势曲面的切线速度分量为0，感应粒子运动过程中不发生碰撞，感应粒子运动的效率最高，由此易得感应粒子变化能量与变化势能的关系为E＝2U。

由以上推导可知，t时刻在空间位置r_i上所有感应粒子按照对应感应合成表达场的梯度方向运动，此时感应粒子之间不产生碰撞，能够保证最高效的自组织运动。

于是，r_i位置的感应粒子向r_j位置自组织运动时的速度计算如下：

$\left\{\begin{array}{c}{v}_{\mathrm{ij}}=\sqrt{\frac{2(V(r_i,t)-V(r_j,t))}{m}},V(r_i,t)>V(r_j,t)\\ v_{\mathrm{ij}}=0,V(r_i,t)=V(r_j,t)\\ v_{\mathrm{ij}}=-\sqrt{\frac{2(V(r_j,t)-V(r_i,t))}{m}},V(r_i,t)<V(r_j,t)\end{array}\right.$

当V(r_i,t)-V(r_j,t)＞0时，v_ij＞0，此时，r_i位置上的感应粒子向r_j位置运动，当V(r_i,t)-V(r_j,t)＜0时，v_ij＜0，此时，r_j位置外的感应粒子向r_i位置运动，当V(r_i,t)-V(r_j,t)＝0时，v_ij＝0，此时，r_i位置的感应粒子相对于r_j位置达到平衡状态。

感应粒子按照感应环境超声波场的势能分布进行自组织运动，形成感应粒子密度分布，感应粒子密度分布与感应环境场(IEF)趋于平衡状态。最终V_c-V_e＝0时，感应粒子密度分布与感应环境场(IEF)达到平衡状态。

所述的感应粒子密度分布与感应环境场(IEF)达到平衡状态是指感应粒子密度分布中粒子密度高的区域对应感应环境场(IEF)中感应物质分布多的区域，密度低的区域对应感应环境场(IEF)中感应物质分布少的区域。

基于上述动态直接呈现图像的方法，本发明还提供一种动态直接呈现图像的系统，所述的系统包括：感应环境场(IEF)生成模块和图像显示成像模块；

所述的感应环境场(IEF)生成模块用于生成势能均匀分布的初始感应环境场，势能均匀分布的初始感应环境场与检测对象作用，作用后的感应物质形成感应环境场(IEF)；所述感应环境场(IEF)生成模块包含一个或多个感应物质发生源；所述的感应物质发生源用于生成势能均匀分布的初始感应环境场；所述的作用在主动式方式下为检测对象反射势能均匀分布的初始感应环境场的感应物质，在半主动式方式下为检测对象屏蔽或吸收势能均匀分布的初始感应环境场的感应物质。所述的感应环境场(IEF)的势能分布不均匀，包含检测对象的分布信息；检测对象的分布信息会在感应粒子与感应环境场感应后，通过感应粒子密度分布呈现，感应粒子密度分布与检测对象分布相同，检测对象的分布信息为最终直接呈现的图像。

所述的图像显示成像模块用于动态实时直接呈现图像，所述图像显示成像模块包含感应粒子，所述的感应粒子与感应物质感应，感应粒子按照感应环境场(IEF)进行自组织运动，形成感应粒子密度分布，感应粒子密度分布与感应环境场(IEF)达到平衡状态，感应粒子的密度分布状态动态实时直接呈现图像。

作为优选，所述的感应物质发生源包括感应物质控制单元、感应物质发射单元、电源供应单元；所述的感应物质控制单元用于控制发射感应物质的相位和幅度，所述的感应物质发射单元用于接收感应物质控制单元的控制信号，发射感应物质，所述的电源供应单元用于给感应物质控制单元和感应物质发射单元供电。

进一步地，本发明还提供一种动态直接呈现三维图像的方法，所述方法包括以下步骤：

1)采用半主动式方式生成感应环境场(IEF)：一个或多个频率相同的感应物质发生源生成势能均匀分布的初始感应环境场，检测对象屏蔽或吸收势能均匀分布的初始感应环境场中的感应物质，被屏蔽或吸收后的感应物质形成感应环境场(IEF)；所述的感应环境场(IEF)的势能分布不均匀，包含检测对象的分布信息；检测对象的分布信息会在感应粒子与感应环境场感应后，通过感应粒子密度分布呈现，感应粒子密度分布与检测对象分布相同，检测对象的分布信息为最终直接呈现的图像。

2)感应粒子与感应物质感应，所述的感应粒子分布于多个互相平行的平面，感应粒子按照感应环境场(IEF)在每个平面上进行自组织运动，每个平面上形成的感应粒子密度分布与感应环境场(IEF)趋于平衡状态；

3)感应粒子自组织运动完成，每个平面的感应粒子密度分布与感应环境场(IEF)均达到平衡状态，每个平面中，仅有显色密度处的感应粒子显示颜色，其余的感应粒子不显示颜色，感应粒子的密度分布状态动态实时直接呈现三维图像；

所述的显色密度对应特定感应粒子密度分布，所述特定感应粒子密度分布伪势能对应特定的感应环境场(IEF)势能，所述特定的感应环境场(IEF)势能对应感应环境场(IEF)与检测对象作用后的强度，所述的感应环境场(IEF)与检测对象作用后的强度对应感应粒子与检测对象的距离d(如图16所示)，距离越远，感应环境场(IEF)的强度。感应粒子在非显色密度下为透明色，在显色密度下，感应粒子可以显示单色，最终呈现单色三维图像，也可以显示多色，最终呈现彩色三维图像。

对应地，本发明还提供了基于一种动态直接呈现三维图像的系统，所述的系统包括感应环境场(IEF)生成模块和三维图像显示成像模块；

所述的感应环境场(IEF)生成模块用于生成势能均匀分布的初始感应环境场，检测对象屏蔽或吸收势能均匀分布的初始感应环境场中的感应物质，被屏蔽或吸收后的感应物质形成感应环境场(IEF)；所述的感应环境场(IEF)生成模块包括一个或多个感应物质发生源；所述的感应物质发生源用于生成势能均匀分布的初始感应环境场；所述的感应环境场(IEF)的势能分布不均匀，包含检测对象的分布信息；检测对象的分布信息会在感应粒子与感应环境场感应后，通过感应粒子密度分布呈现，感应粒子密度分布与检测对象分布相同，检测对象的分布信息为最终直接呈现的图像。

所述的三维图像显示成像模块用于动态实时直接呈现三维图像，所述的三维图像显示成像模块包含分布于多个互相平行平面的感应粒子，感应粒子按照感应环境场(IEF)在每个平面上进行自组织运动，形成感应粒子密度分布，每个平面的感应粒子密度分布与感应环境场(IEF)均达到平衡状态，每个平面中，仅有显色密度处的感应粒子显示颜色，其余的感应粒子不显示颜色，感应粒子的密度分布状态动态实时直接呈现三维图像。

呈现单色三维图像的三维图像显示成像模块中，感应粒子在不显色的情况下是透明色，在显色的情况下是单色；呈现彩色三维图像的三维图像显示成像模块中，感应粒子在不显色的情况下是透明色，在显色的情况下是多色；

作为优选，所述的感应物质发生源包括感应物质控制单元、感应物质发射单元、电源供应单元；所述的感应物质控制单元用于控制发射感应物质的相位和强度，所述的感应物质发射单元用于接收感应物质控制单元的控制信号，发射感应物质，所述的电源供应单元用于给感应物质控制单元和感应物质发射单元供电。

进一步地，本发明还提供一种基于感应环境光场的动态直接呈现图像的方法，感应环境光场中的感应物质为光，所述方法包括以下步骤：

1)采用被动式方式生成感应环境光场：检测对象产生不同强度的光，所述的光形成相应的感应环境光场；

2)感应粒子与感应环境光场感应，感应粒子按照感应环境光场进行自组织运动，形成感应粒子密度分布，感应粒子密度分布与感应环境场(IEF)趋于平衡状态；

3)感应粒子自组织运动完成，感应粒子密度分布与感应环境光场达到平衡状态，感应粒子的密度分布状态动态实时直接呈现图像。

进一步地，本发明还提供一种基于感应环境超声波场的动态直显检测成像方法，感应环境超声波场中的感应物质为超声波，所述方法包括以下步骤：

1)采用主动式或半主动式方式生成感应环境超声波场：通过一个或多个频率相同的超声波发生器生成均匀超声波场，均匀超声波场的超声波与检测对象作用，作用后的超声波形成感应环境超声波场；所述的作用在主动式方式下为检测对象反射均匀超声波场的超声波，在半主动式方式下为检测对象屏蔽或吸收均匀超声波场的超声波；所述的感应环境超声波场的势能分布不均匀，包含检测对象的分布信息；检测对象的分布信息会在感应粒子与感应环境场感应后，通过感应粒子密度分布呈现，感应粒子密度分布与检测对象分布相同，检测对象的分布信息为最终直接呈现的图像；

2)感应粒子与感应环境超声波场感应，感应粒子按照感应环境超声波场进行自组织运动，形成感应粒子密度分布，感应粒子密度分布与感应环境场(IEF)趋于平衡状态；

3)感应粒子自组织运动完成，感应粒子密度分布与感应环境超声波场达到平衡状态，感应粒子的密度分布状态动态实时直接呈现图像。

作为优选，所述的均匀超声波场是超声波发生器生成的势能均匀分布的初始感应环境超声波场。

进一步地，基于主动式或半主动式的方式，本发明还提供一种基于感应环境超声波场的动态直显检测成像系统，所述的系统包括：感应环境超声波场生成模块和图像显示成像模块；

所述感应超声场生成模块用于生成均匀超声波场，所述均匀超声波场的超声波与检测对象作用，作用后的超声波分布形成感应环境超声波场，所述的感应环境场(IEF)的势能分布不均匀，包含检测对象的分布信息；检测对象的分布信息会在感应粒子与感应环境场感应后，通过感应粒子密度分布呈现，感应粒子密度分布与检测对象分布相同，检测对象的分布信息为最终直接呈现的图像；所述感应环境超声波场生成模块包含一个或多个超声波发生器，所述超声波发生器用于发出超声波；所述的作用在主动式方式下为检测对象反射均匀超声波场的超声波，在半主动式方式下为检测对象屏蔽或吸收均匀超声波场的超声波；

所述的超声图像显示成像模块用于动态实时直接呈现图像，所述超声图像显示成像模块包含感应粒子，所述的感应粒子与感应环境超声波场感应，感应粒子按照感应环境超声波场进行自组织运动，形成感应粒子密度分布，感应粒子密度分布与感应环境超声波场达到平衡状态，感应粒子的密度分布状态动态实时直接呈现图像。

本发明有益效果：

本发明所述的方法革命性地将经典量子原理推广到广义，并创造性地首次应用广义量子原理实现感应粒子实时动态直接成像。本发明所述的方法首次实现了实时动态，非计算直显图像的效果，而且基于本发明所述的检测成像系统，相对于传统检测成像系统还具有结构简单的特点。

本发明所述的检测成像方法在检测被检测对象后，不需要通过相应的计算来得到相应的图像显示信息，能实时动态地非计算直接显示图像。本发明所述方法用途广泛，只需要针对需要成像的检测对象的特殊对偶属性，并根据具有这一对偶属性的感应环境场(IEF)和感应粒子就能便能直接动态的直接呈现图像，因此，本发明可以用于医疗检测成像(如只需通过超声波发生器生成均匀超声波场，让超声波透过人体形成感应环境超声波场，就能利用与内脏细胞的物理属性匹配的感应粒子自组织运动，直接呈现内脏的实时动态图像)，工程设备探伤(如直接显示材料中的杂质和砂眼)，矿石资源勘探(如直接显示石油、天然气在地下的分布)，与环境颜色保持一致的布料(隐身衣)。

附图说明

图1是广义量子概念逻辑图；

图2是广义量子概念关系图；

图3是生物示例阐述原理示意图；

图4是感应环境场梯度和势能说明图；

图5是感应粒子动态直显过程示意图；

图6是超声微泡动态直显过程示意图；

图7是动态直接呈现彩色图像流程图；

图8是动态直接呈现彩色图像示意图；

图9是主动式生成超声波场动态直接呈现图像流程图；

图10是主动式生成超声波场动态直接呈现图像示意图；

图11是半主动式生成超声波场动态直接呈现图像流程图；

图12是半主动式生成超声波场动态直接呈现图像示意图；

图13是被动式生成光场动态直接呈现图像示意图；

图14是被动式生成光场动态直接呈现图像示意图；

图15是动态直接呈现三维图像流程图；

图16是动态直接呈现三维图像示意图；

图中，1——超声波发生器，2——超声微泡的分布，3——感应环境超声波场的势能分布，4——超声微泡密度分布的伪势能分布，5——检测对象，6——光敏粒子的分布，7——感应环境光场的势能分布。

具体实施方式

以下，参照附图详细描述示例性实施例。然而，这里公开的特定结构和功能性细节仅代表描述示例性实施例的目的。示例性实施例可按许多备选形式来实现，不应理解为仅受限于这里阐述的示例性实施例。

可理解，尽管这里可使用术语“第一”、“第二”等来描述各个元素，但是这些元素不应该受到这些术语限制。这些术语仅用于将一个元素与另一个区分。例如，第一元素可称为第二元素，类似地，第二元素可称为第一元素，而不脱离示例性实施例的范围。这里，术语“和/或”包括相关列出项目的一个或多个的任一个和全部组合。

可理解，当元素称为“连接”或“耦合”至另一元素，其可直接连接或耦合至其他元素，或可存在中间元素。相反，当元素称为“直接连接”或“直接耦合”至另一元素，不存在中间元素。用于描述元素间关系的其他词语可按相同方式来解释

(例如“之间”与“直接之间”，“相邻”与“直接相邻”等)。

这里，单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在也包含复数形式，除非语言明确表示。

还可理解，术语“包括”、“包括有”、“包含”和/或“包含有”在使用时指示所指特征、整数、步骤、操作、元素、和/或组件的存在，但是不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、和/或组件和/或其组的存在或增加。

还应注意，一些备选方案中，示例性方法中指出的功能/动作可不按照附图中所示或说明书中所述的顺序发生。例如，按序所示的两个附图或步骤可实际上串行和同时执行，或有时候可按相反顺序或重复执行，取决于所涉及的功能/动作。类似地，在任意所示或所述的步骤之间、之前、或之后可执行额外中间步骤。

实施例1：超声波场与有色超声微泡感应动态实时直接呈现彩色图像

下面以感应环境超声波场和与它感应的超声微泡为例，详细说明利用感应环境场(IEF)直接控制超声微泡动态实时直接呈现彩色图像的方法。

详细步骤如下(如图7所示)：

1)生成感应环境超声波场：基于图像RGB像素标量值，采用被动式方式生成感应环境超声波场。按照需要显示的图像RGB像素标量值，三种不同频率(1M、7M、12M)的超声波发生器发出三种频率的超声波形成三种感应环境超声波场，并且三种感应环境超声波场存在于同一个范围内的环境空间中。

以一种频率超声波形成的感应环境超声波场为例，说明感应环境差超声波场的具体生成过程如下：

使用具有N(N≥1)个阵列式排列的超声波发生器发出超声波，通过每个超声波发生器发出超声波强度的变化形成感应环境超声波场；

感应环境超声波场在不同位置上的势能通过超声波发生器的超声强度和相位进行调节，感应环境超声波场的势能计算过程如下：

其中，ω_e'为超声波频率，K为声场的比例常数(可取K＝0.0825)，q_k为第k个超声波的强度，V_e(r_i)表示空间中r_i坐标位置在感应环境超声波场的势能，l_k为第k个超声波发生器距离，为第k个超声波发生器的相位，μ为超声波发生器引起感应的感应环境超声波场势能转换系数(可取μ＝1)，E_e(r_i)为超声波发生器发出的能量。

其中，每一种感应环境超声波场与一种颜色的超声微泡感应，也就是超声微泡与感应环境超声波场满足超声微泡共振频率ω_c'与感应环境超声波场的超声波频率ω_e'相等，超声微泡运动的初始相对速度为零。

每种感应环境超声波场只与一种颜色的超声微泡感应，具体的，1M感应环境超声波场与红色超声微泡感应，红色超声微泡共振频率为1M；7M感应环境超声波场与绿色超声微泡感应，绿色超声微泡共振频率为7M；12M感应环境超声波场与蓝色超声微泡感应，蓝色超声微泡共振频率为12M。不同的颜色的超声微泡具有不同的尺寸，超声微泡的尺寸可以通过如下方式确定：

超声微泡的尺寸选取方法可以利用共振频率匹配的方法来筛选，所述的共振频率匹配方法包括频率直接测算法和频率扫描测定法；

所述的频率直接测算法是指根据超声微泡的质量m'和弹性系数k'来计算得到，其中超声微泡的弹性系数k'与超声微泡的外形尺寸和硬度有关，超声微泡的质量m'和弹性系数k'都可通过查找相应的材料参数获得，于是超声微泡的共振频率ω_c'计算公式如下所示：

${{\mathrm{\&omega;}}_c}^{\&prime;}=2\mathrm{\&pi;}{f_c}^{\&prime;}=2\mathrm{\&pi;}\&CenterDot;\frac{1}{2\mathrm{\&pi;}}\sqrt{\frac{k^{\&prime;}}{m^{\&prime;}}}=\sqrt{\frac{k^{\&prime;}}{m^{\&prime;}}}$

所述的频率扫描测定法是指不断扫描改变超声波发生源的频率，通过观测超声微泡在相同强度不同频率的感应环境超声波场中的振动强度来确定超声微泡的共振频率ω_c'，振动强度最大时，感应环境超声波场的频率即为超声微泡的共振频率ω_c'，或者也可以直接通过频率计进行相应的测量。

2)三种超声微泡分别与对应的感应环境超声波场感应，三种超声微泡分别按照对应的感应环境超声波场进行自组织运动，三种感应粒子的密度分布分别与对应感应环境超声波场趋于平衡状态；

三种不同颜色的超声微泡被放入上述对应的感应环境超声波场中，三种不同颜色的超声微泡分别与对应的感应环境超声波场感应。

以一种颜色尺寸的超声微泡为例，来阐述超声微泡与对应的感应环境超声波场发生感应的条件和过程：

超声微泡与ε_i'范围内的感应环境超声波场感应。所述的ε_i'范围是指以位置r_i为圆心，R为半径的圆形区域。其中，R的取值根据超声微泡的直径进行选取，保证ε_i'范围内的超声微泡的个数不小于N。所述的超声微泡最终直接呈现图像的颜色深度与超声微泡密度相关，超声微泡密度越大，显示的颜色越深。

超声微泡初始都均匀分布，超声微泡的初始速度近似为0。由于受到感应环境超声波场的作用产生的运动速度远大于超声微泡的初始速度，因此在同一时刻可近似认为处于相同位置r_i的同色超声微泡具有相同的动能T，并与ε_i'范围内的感应环境超声波场感应。所述的ε_i'区域是指以位置r_i为中心，R为半径的区域。

所述的超声微泡的自组织运动过程以及感应合成表达场的势能计算推导过程如下：

由于超声微泡与感应环境超声波场的作用要远远大于粒子间的作用力，因此超声微泡间的相互作用可以忽略不计，超声微泡感应自组织运动的具体过程如图6所示：

为了超声微泡在感应环境超声波场的作用下的运动过程更加便于理解，以下引入感应合成表达场势能来进行描述。所述的感应合成表达场是基于重力场来解释超声微泡自组织运动而引入的场，感应合成表达场的势能表示在上述的超声微泡密度分布影响下，感应环境超声波场中能够被超声微泡感应到的感应物质分布。在重力场中，水从地势高的地方流向地势低的地方，同时水会填充原来地势较低的地方，使场中任意位置的势能一致。而与重力场类似，超声微泡也会从感应合成表达场中势能相对较高位置向势能较低位置运动。同时，运动到势能较低位置的超声微泡也会影响感应环境超声波场势能，产生超声微泡密度分布的伪势能，最终使得感应合成表达场的任意为重处的势能一致。

所述的超声微泡密度分布的伪势能是指超声微泡与感应环境超声波场感应过程中，超声微泡运动到感应环境超声波场中某个位置，超声微泡与感应环境超声波场感应物质感应，使其他超声微泡在该位置可以和感应环境超声波场感应的感应物质减少，导致其他超声微泡在感应环境超声波场中该位置的势能减少，其中减少的势能即为所述的超声微泡密度分布的伪势能。

根据本发明对超声微泡密度分布的伪势能定义可知，粒子密度越高的区域对应的超声微泡伪势能越高，空间中任意位置的超声微泡密度分布的伪势能与该位置超声微泡的密度成正比，t时刻在空间位置r_i的ε_i'范围内的超声微泡密度分布的伪势能计算公式如下：

V_c'(r_i,t)＝σ'·C'(r_i,t)

C'(r_i,t)为t时刻在空间位置r_i的超声微泡密度，σ'为ε_i'范围内的密度—势能转换系数，σ'可以通过测量在平衡状态下，势能为V₀'的感应环境超声波场处的超声微泡密度C₀'计算得到，计算公式如下： ${\mathrm{\&sigma;}}^{\&prime;}=\frac{{V_0}^{\&prime;}}{{C_0}^{\&prime;}};$

由以上可知，所述的感应合成表达场的势能、超声微泡密度分布的伪势能和感应环境超声波场的势能存在如下关系：

V(r,t)＝V_c'(r,t)-V_e'(r,t)

V为感应合成表达场的势能，V_c'为超声微泡密度分布的伪势能，V_e'为感应环境超声波场的势能；

以下通过感应合成表达场来对超声微泡的自组织运动进行相应的阐述：

如图6的①所示，在初始状态下，超声微泡受到感应环境超声波场作用形成超声微泡密度分布，此时的超声微泡密度分布均匀，任意位置处的超声微泡密度分布伪势能设为零，于是，感应合成表达场的势能与感应环境超声波场的势能大小相等符号相反。在超声微泡自组织运动的过渡过程中，超声微泡会不断被感应合成表达场平衡位置所吸引，占据平衡位置，使该位置的超声微泡的密度逐渐升高。所述的平衡位置是指某一有限范围内势能最小的位置，即势阱。达到平衡状态时，感应合成表达场的势能呈均匀分布，成像平面的超声微泡密度分布会与感应环境超声波场相同，超声微泡的密度分布状态动态实时直接呈现图像。所述的成像平面是指超声微泡直接呈现图像的平面。

达到如图6的①所示的平衡状态后，当感应环境超声波场发生变化时，感应合成表达场的势能分布也会发生相应的变化。如图6的②所示，当感应环境超声波场部分位置的势能升高时，感应合成表达场相应位置的势能降低，感应环境超声波场该位置分布的感应物质能够与更多的超声微泡感应，其他新的超声微泡不断向平衡位置自组织运动，最终达到平衡状态，感应合成表达场的势能呈均匀分布，成像平面的超声微泡密度分布与感应环境超声波场相同，超声微泡的密度分布状态动态实时直接呈现图像。如图6的③所示，感应环境超声波场部分位置的势能降低，感应合成表达场相应位置的势能升高，感应环境超声波场的感应物质不足以吸引超声微泡处于该平衡位置，超声微泡在该平衡位置密度过高，超声微泡不断向新的平衡位置自组织运动，最终达到平衡状态，感应合成表达场的势能呈均匀分布，成像平面的超声微泡密度分布会与感应环境超声波场相同，超声微泡的密度分布状态动态实时直接呈现图像。

于是，t时刻r_i位置的超声微泡向r_j位置自组织运动时的速度计算如下：

$\left\{\begin{array}{c}{v}_{\mathrm{ij}}=\sqrt{\frac{2(V(r_i,t)-V(r_j,t))}{m}},V(r_i,t)>V(r_j,t)\\ v_{\mathrm{ij}}=0,V(r_i,t)=V(r_j,t)\\ v_{\mathrm{ij}}=-\sqrt{\frac{2(V(r_j,t)-V(r_i,t))}{m}},V(r_i,t)<V(r_j,t)\end{array}\right.$

当V(r_i,t)-V(r_j,t)＞0时，v_ij＞0，此时，r_i位置上的超声微泡向r_j位置运动，当V(r_i,t)-V(r_j,t)＜0时，v_ij＜0，此时，r_j位置外的超声微泡向r_i位置运动，当V(r_i,t)-V(r_j,t)＝0时，v_ij＝0，此时，r_i位置的超声微泡相对于r_j位置达到平衡状态。

三种超声微泡分别按照感应环境超声波场的势能分布进行自组织运动，三种超声微泡密度分布分别与感应环境超声波场趋于平衡状态。

3)超声微泡自组织运动完成，超声微泡密度分布与感应环境超声波场达到平衡状态，超声微泡的密度分布状态动态实时直接呈现彩色图像。

此时，V_c'-V_e'＝0，超声微泡密度分布与感应环境超声波场达到平衡状态，超声微泡密度分布对感应环境超声波场实现实时动态检测，非计算直接呈现图像。当每个超声微泡的色素浓度相同时，超声微泡密度分布即为颜色深度分布，超声微泡分布状态动态实时直接呈现彩色图像。

实施例2：主动式方式生成感应环境场(IEF)，动态直接呈现检测对象的图像

为了实现动态直接呈现反射超声波的检测对象的图像，例如在医学成像方面，可以在血管中注入超声波反射物质，并对超声波反射物质进行动态跟踪成像，只要在药物外面包裹超声波反射物质，这样就可以很好地检测药物的靶向性，而针对血管遍布全身且其中的物质具有较强流动性的特点，适合利用主动式方式生成感应环境场(IEF)，动态直接呈现检测对象的图像。

以主动式方式生成感应环境超声波场为例，说明其方法，具体实施步骤如下：

1)生成感应环境超声波场：同一频率的一个或多个超声波发生器产生均匀超声波场，均匀超声波场的超声波被注入人体内血管内的反射物质反射后，生成非均匀的感应环境超声波场，所述的感应环境超声波场包含了反射物质在人体血管内的分布信息。所述的反射物质是对该频率超声波反射能力强、吸收能量弱的检测对象。

在生成感应环境超声波场前，超声波发生器发出的超声波频率可由反射物质来确定。具体可以通过测试反射物质对不同频率超声波的反射效果，选取在相同作用强度下，反射效率最高的超声波频率或在反射效率差别较小时，优先选择较低的超声波频率。

所述的感应环境超声波场与超声微泡感应，也就是超声微泡与感应环境超声波场满足超声微泡共振频率ω_c'与感应环境超声波场的超声波频率ω_e'相等，超声微泡运动的初始相对速度为零。

其中，可以利用共振频率匹配的方法来筛选超声微泡，所述的共振频率匹配方法包括频率直接测算法和频率扫描测定法；

所述的频率直接测算法是指根据超声微泡的质量m'和弹性系数k'来计算得到，其中超声微泡的弹性系数k'与超声微泡的外形尺寸和硬度有关，超声微泡的质量m'和弹性系数k'都可通过查找相应的材料参数获得，于是超声微泡的共振频率ω_c'计算公式如下所示：

${{\mathrm{\&omega;}}_c}^{\&prime;}=2\mathrm{\&pi;}{f_c}^{\&prime;}=2\mathrm{\&pi;}\&CenterDot;\frac{1}{2\mathrm{\&pi;}}\sqrt{\frac{k^{\&prime;}}{m^{\&prime;}}}=\sqrt{\frac{k^{\&prime;}}{m^{\&prime;}}}$

所述的频率扫描测定法是指不断扫描改变超声波发生源的频率，通过观测超声微泡在相同强度不同频率的感应环境超声波场中的振动强度来确定超声微泡的共振频率ω_c'，振动强度最大时，感应环境超声波场的频率即为超声微泡的共振频率ω_c'，或者也可以直接通过频率计进行相应的测量。

感应环境超声波场具体生成方式如下：

阵列式排列的N(N≥1)个超声波发生器形成均匀超声波场。此均匀超声波场作用于人体，由于人体内超声反射物质随血液循环密度分布不同，因此，对超声波的反射系数不同，于是有：

V_e'(r_i)＝E_e'(r_i)·η_r'(r_i)

V_e'(r_i)表示空间中r_i坐标位置在感应环境超声波场的势能，E_e'(r_i)为超声波发生器发出的能量，η_r'(r_i)为此位置超声波发生器引起感应的均匀超声波场势能反射系数，η_r'(r_i)与反射物质的密度成正比，反射物质密度越高，η_r'(r_i)越大。

2)超声微泡与感应环境超声波场感应，超声微泡按照感应环境超声波场进行自组织运动，超声微泡密度分布与感应环境超声波场趋于平衡状态；

超声微泡被放入感应环境超声波场中，超声微泡与对应的感应环境超声波场感应。

超声微泡初始均匀分布，超声微泡的初始速度近似为0。由于受到感应环境超声波场的作用产生的运动速度远大于超声微泡的初始速度，因此在同一时刻可近似认为处于相同位置r_i的同色超声微泡具有相同的动能T，并与ε_i'范围内的感应环境超声波场感应。所述的ε_i'区域是指以位置r_i为中心，R为半径的区域。其中，R的取值根据超声微泡的直径进行选取，保证ε_i'范围内的超声微泡的个数不小于N。

具体超声微泡的自组织运动过程同实施例1，感应合成表达场的势能计算如下计算推导所示：

超声微泡与相应频率的感应环境超声波场感应。在空间位置r_i上，同色超声微泡的势能由此位置的超声微泡密度决定。因此，超声微泡受ε_i'范围内的感应环境超声场的势能为：

V_c'(r_i,t)＝σ'·C'(r_i,t)

C'(r_i,t)为t时刻在空间位置r_i上的超声微泡密度，σ'为ε_i'范围内的超声微泡密度分布的密度—势能转换系数，σ'可以通过测量在平衡状态下，势能为V₀'的感应环境场(IEF)处的感应粒子密度C₀'计算得到，计算公式如下：

t时刻在空间位置r_i上的同色超声微泡同时受到相应的感应环境超声波场与超声微泡密度分布的共同作用，感应合成表达场的势能为：

V(r_i,t)＝V_c'(r_i,t)-V_e'(r_i,t)

于是，t时刻r_i位置的超声微泡向r_j位置自组织运动时的速度计算如下：

$\left\{\begin{array}{c}{v}_{\mathrm{ij}}=\sqrt{\frac{2(V(r_i,t)-V(r_j,t))}{m}},V(r_i,t)>V(r_j,t)\\ v_{\mathrm{ij}}=0,V(r_i,t)=V(r_j,t)\\ v_{\mathrm{ij}}=-\sqrt{\frac{2(V(r_j,t)-V(r_i,t))}{m}},V(r_i,t)<V(r_j,t)\end{array}\right.$

当V(r_i,t)-V(r_j,t)＞0时，v_ij＞0，此时，r_i位置上的超声微泡向r_j位置运动，当时0，v_ij＜0，此时，r_j位置外的超声微泡向ri位置运动，当V(r_i,t)-V(r_j,t)＝0时，v_ij＝0，此时，r_i位置的超声微泡相对于r_j位置达到平衡状态。

超声微泡按照感应环境超声波场进行自组织运动，形成超声微泡密度分布，超声微泡密度分布与感应环境超声波场趋于平衡状态。

3)超声微泡自组织运动完成，超声微泡密度分布与感应环境超声波场达到平衡状态，超声微泡密度分布状态动态实时直接呈现图像。此时，最终V_c'-V_e'＝0时，超声微泡密度分布与感应环境超声波场达到平衡状态，超声微泡密度分布与感应环境超声波场相同，实时动态检测，非计算直接呈现图像。当每个超声微泡的色素浓度相同时，超声微泡密度分布即为色素浓度分布，其分布状态动态实时直接呈现图像。

实施例3：半主动式方式生成感应环境场(IEF)，动态直接呈现检测对象的图像

为了能检测屏蔽或吸收感应物质的检测对象，并动态直接呈现图像，例如医疗健身领域，由于生命体中不同组织器官对光、对生命体中脂肪分布、肌肉分布等不同物质的成像，让使用者可以直接看到这些分布，适合利用半主动式方式生成感应环境场(IEF)，动态直接呈现检测对象的图像。

以半主动式方式生成感应环境超声波场为例，说明其方法，具体实施步骤如下：

1)生成感应环境超声波场：通过同一频率下的一个或多个超声波发生器产生均匀超声波场，均匀超声波场的超声波被人体内吸收物质吸收后，产生非均匀的感应环境超声波场。所述的吸收物质是指对该频率超声波的吸收能力最强的检测对象。

在生成感应环境超声波场前，超声波发生器的频率由吸收物质来确定，具体可以通过测试吸收物质对不同频率超声波的吸收效果，选取在相同作用强度下，吸收效率最高的超声波频率或在吸收效率差别较小时，优先选择较低的超声波频率。

所述的感应环境超声波场与超声微泡感应，也就是超声微泡与感应环境超声波场满足超声微泡共振频率ω_c'与感应环境超声波场的超声波频率ω_e'相等，超声微泡运动的初始相对速度为零。

其中，可以利用共振频率匹配的方法来筛选超声微泡，所述的共振频率匹配方法包括频率直接测算法和频率扫描测定法；

所述的频率直接测算法是指根据超声微泡的质量m'和弹性系数k'来计算得到，其中超声微泡的弹性系数k'与超声微泡的外形尺寸和硬度有关，超声微泡的质量m'和弹性系数k'都可通过查找相应的材料参数获得，于是超声微泡的共振频率ω_c'计算公式如下所示：

${{\mathrm{\&omega;}}_c}^{\&prime;}=2\mathrm{\&pi;}{f_c}^{\&prime;}=2\mathrm{\&pi;}\&CenterDot;\frac{1}{2\mathrm{\&pi;}}\sqrt{\frac{k^{\&prime;}}{m^{\&prime;}}}=\sqrt{\frac{k^{\&prime;}}{m^{\&prime;}}}$

所述的频率扫描测定法是指不断扫描改变超声波发生源的频率，通过观测超声微泡在相同强度不同频率的感应环境超声波场中的振动强度来确定超声微泡的共振频率ω_c'，振动强度最大时，感应环境超声波场的频率即为超声微泡的共振频率ω_c'，或者也可以直接通过频率计进行相应的测量。

超声波作用下的非均匀感应环境场(IEF)具体产生方式有如下：

阵列式排列的N(N≥1)个超声波发生器形成势能均匀分布的感应环境超声波场。此均匀超声波场作用于人体，由于人体内物质对超声波的吸收屏蔽系数不同，于是有：

V_e'(r_i)＝E_e'(r_i)·(1-η'(r_i))

V_e'(r_i)表示空间中r_i坐标位置在感应环境超声波场的势能，E_e'(r_i)为超声波发生器发出的能量，η_r'(r_i)为此位置超声波发生器引起感应的均匀超声波场势能吸收屏蔽系数，η_r'(r_i)与吸收物质的密度成正比，吸收物质的密度越高，η_r'(r_i)越大。

2)超声微泡与感应环境超声波场感应，超声微泡按照感应环境超声波场进行自组织运动，超声微泡密度分布与感应环境超声波场趋于平衡状态；

超声微泡初始均匀分布，超声微泡的初始速度近似为0。由于受到感应环境超声波场的作用产生的运动速度远大于超声微泡的初始速度，因此在同一时刻可近似认为处于相同位置r_i的同色超声微泡具有相同的动能T，并与ε_i'范围内的感应环境超声波场感应。所述的ε_i'范围是指以位置r_i为中心，R为半径的区域。其中，R的取值根据超声微泡的直径进行选取，保证ε_i'范围内的超声微泡的个数不小于N。

具体超声微泡的自组织运动过程同实施例1，感应合成表达场的势能计算如下计算推导所示：

超声微泡与相应频率的感应环境超声波场感应。在空间位置r_i上，同色超声微泡的势能由此位置的超声微泡密度决定。因此，超声微泡受ε_i'范围内的感应环境超声波场的势能为：

V_c'(r_i,t)＝σ'·C'(r_i,t)

C'(r_i,t)为t时刻在空间位置r_i上的超声微泡密度，σ'为ε_i'范围内的超声微泡密度分布的密度—势能转换系数，σ'可以通过测量在平衡状态下，势能为V₀'的感应环境场(IEF)处的感应粒子密度C₀'计算得到，计算公式如下：

由以上可知，所述的感应合成表达场的势能、超声微泡密度分布的伪势能和感应环境超声波场的势能存在如下关系：

V(r_i,t)＝V_c'(r_i,t)-V_e'(r_i,t)

于是，t时刻r_i位置的超声微泡向r_j位置自组织运动时的速度计算如下：

$\left\{\begin{array}{c}{v}_{\mathrm{ij}}=\sqrt{\frac{2(V(r_i,t)-V(r_j,t))}{m}},V(r_i,t)>V(r_j,t)\\ v_{\mathrm{ij}}=0,V(r_i,t)=V(r_j,t)\\ v_{\mathrm{ij}}=-\sqrt{\frac{2(V(r_j,t)-V(r_i,t))}{m}},V(r_i,t)<V(r_j,t)\end{array}\right.$

当V(r_i,t)-V(r_j,t)＞0时，v_ij＞0，此时，r_i位置上的超声微泡向r_j位置运动，当时，v_ij＜0，此时，r_j位置外的超声微泡向r_i位置运动，当V(r_i,t)-V(r_j,t)＝0时，v_ij＝0，此时，r_i位置的超声微泡相对于r_j位置达到平衡状态。

超声微泡按照感应环境超声波场的势能分布进行自组织运动，形成超声微泡密度分布，超声微泡密度分布与感应环境超声波场趋于平衡状态。

3)超声微泡自组织运动完成，超声微泡密度分布与感应环境超声波场达到平衡状态，超声微泡密度分布状态动态实时直接呈现图像。此时，最终V_c'-V_e'＝0时，超声微泡密度分布与感应环境超声波场达到平衡状态，超声微泡密度分布与感应环境超声波场相同，实时动态检测，非计算直接呈现图像。当每个超声微泡的色素浓度相同时，超声微泡密度分布即为色素浓度分布，其分布状态动态实时直接呈现图像。

实施例4：被动式方式生成感应环境场(IEF)，动态直接呈现检测对象的图像

为了能自身能发出感应物质的检测对象，动态实时直接呈现图像，例如实现物体隐身，用感应粒子包裹在被隐身物体的表面，使被物体表面直接呈现环境光场，达到隐身的效果，适合利用被动式方式生成感应环境场(IEF)，动态直接呈现检测对象的图像。

以被动式方式生成感应环境光场为例，说明其方法，具体实施步骤如下：

1)生成感应环境光场：成像光源发出不同强度的光，光形成感应环境光场，所述的感应环境光场包含成像光源的信息，产生感应环境光场。

于是有：

V_e''(r_i)＝E_e''(r_i)·η''(r_i)

V_e''(r_i)表示空间中r_i坐标位置在感应环境光场的势能，E_e''(r_i)为检测对象发出的光的能量，η''(r_i)为此位置检测对象引起感应的光场势能系数，η''(r_i)与检查对象发出的光强度成正比，光强度越高，η''(r_i)越大。

所述的感应环境光场与光敏粒子感应，作为优选，所述的感应是指光敏粒子与感应环境光场满足光敏粒子共振频率ω_c''与感应环境光场的频率ω_e''相等，光敏粒子运动的初始相对速度为零。所述的光敏粒子可以具有多种颜色，并且颜色深度与光敏粒子密度相关，光敏粒子密度越大，显示的颜色越深。

其中，可以利用共振频率匹配的方法来筛选光敏粒子，所述的共振频率匹配方法包括频率直接测算法和频率扫描测定法；

所述的频率直接测算法是指根据光敏粒子的质量m''和弹性系数k''来计算得到，其中光敏粒子的弹性系数k''与光敏粒子的外形尺寸和硬度有关，光敏粒子的质量m''和弹性系数k''都可通过查找相应的材料参数获得，于是光敏粒子的共振频率ω_c''计算公式如下所示：

${{\mathrm{\&omega;}}_c}^{\&prime;\&prime;}=2\mathrm{\&pi;}{f_c}^{\&prime;\&prime;}=2\mathrm{\&pi;}\&CenterDot;\frac{1}{2\mathrm{\&pi;}}\sqrt{\frac{k^{\&prime;\&prime;}}{m^{\&prime;\&prime;}}}=\sqrt{\frac{k^{\&prime;\&prime;}}{m^{\&prime;\&prime;}}}$

所述的频率扫描测定法是指不断扫描改变超声波发生源的频率，通过观测光敏粒子在相同强度不同频率的感应环境光场中的振动强度来确定光敏粒子的共振频率ω_c''，振动强度最大时，感应环境光场的频率即为光敏粒子的共振频率ω_c''。

2)光敏粒子与感应环境光场感应，光敏粒子按照感应环境光场的势能分布进行自组织运动，光敏粒子密度分布与感应环境光场趋于平衡状态；

光敏粒子初始均匀分布，光敏粒子的初始速度近似为0。由于受到感应环境光场的作用产生的运动速度远大于光敏粒子的初始速度，因此在同一时刻可近似认为处于相同位置r_i的光敏粒子具有相同的动能T，并与ε_i''范围内的感应环境光场感应。所述的ε_i''区域是指以位置r_i为中心，R为半径的区域。其中，R的取值根据光敏粒子的直径进行选取，保证ε_i''范围内的光敏粒子的个数不小于N。

所述的感应是指光敏粒子与感应环境光场满足光敏粒子共振频率ω_c'与感应环境光场的光频率ω_e''相等，光敏粒子运动的初始相对速度为零。

具体光敏粒子的自组织运动过程同实施例1，感应合成表达场的势能计算如下计算推导所示：

光敏粒子与相应频率的感应环境光场感应。在空间位置r_i上，光敏粒子的势能由此位置的光敏粒子密度决定。因此，光敏粒子受ε_i''范围内的感应环境光场的势能为：

V_c''(r_i,t)＝σ''·C''(r_i,t)

C''(r_i,t)为t时刻在空间位置r_i的光敏粒子密度，σ''为ε_i''范围内的光敏粒子密度分布的密度—势能转换系数，σ''可以通过测量在平衡状态下，势能为V₀''的感应环境光场处的感应粒子密度C₀''计算得到，计算公式如下：

由以上可知，所述的感应合成表达场的势能、光敏粒子密度分布的伪势能和感应环境光场的势能存在如下关系：

V(r_i,t)＝V_c''(r_i,t)-V_e''(r_i,t)

于是，t时刻在空间位置r_i上的感应光敏粒子向r_j位置自组织运动时的速度计算如下：

$\left\{\begin{array}{c}{v}_{\mathrm{ij}}=\sqrt{\frac{2(V(r_i,t)-V(r_j,t))}{m}},V(r_i,t)>V(r_j,t)\\ v_{\mathrm{ij}}=0,V(r_i,t)=V(r_j,t)\\ v_{\mathrm{ij}}=-\sqrt{\frac{2(V(r_j,t)-V(r_i,t))}{m}},V(r_i,t)<V(r_j,t)\end{array}\right.$

当V(r_i,t)-V(r_j,t)＞0时，v_ij＞0，此时，r_i位置上的光敏粒子向r_j位置运动，当时，v_ij＜0，此时，r_j位置外的光敏粒子向r_i位置运动，当V(r_i,t)-V(r_j,t)＝0时，v_ij＝0，此时，r_i位置的光敏粒子相对r_j位置达到平衡状态。

光敏粒子按照感应环境光场进行自组织运动，形成光敏粒子密度分布，光敏粒子密度分布与感应环境光场趋于平衡状态。

3)光敏粒子自组织运动完成，光敏粒子密度分布与感应环境光场达到平衡状态，光敏粒子的密度分布状态动态实时直接呈现图像。此时，最终V_c''-V_e''＝0时，光敏粒子密度分布与感应环境光场达到平衡状态，光敏粒子密度分布与感应环境光场相同，实时动态检测，非计算直接呈现图像。

实施例5：多层动态直接呈现三维图像

为了实现动态实时检测感应环境场(IEF)，非计算地直接显示三维图像，采用多层感应成像粒子对特定强度的超声波显像。基于感应环境超声波场和多层对特定强度的超声波场敏感的超声微泡，本发明还提出一种感应检测动态直显多层动态直接呈现三维图像的方法，本方法不仅能在医学成像方面实现检测器官，并动态实时直接呈现三维图像，还能实现对材料中的杂质和砂眼分布的检测，并动态实时直接呈现三维分布图像。

以感应环境超声波场为例，多层动态直接呈现三维图像的方法具体实现步骤如下：

1)生成感应环境超声波场：通过同一频率的一个或多个超声波发生器产生均匀超声波场，均匀超声波场的超声波被人体内的共振物质吸收后，由共振物质振动产生的超声波形成非均匀的感应环境超声波场。所述的共振物质是指能完全吸收该频率超声波并发出该频率超声波的检测对象。

在生成感应环境超声波场前，超声波发生器的频率由共振物质来确定，具体可以通过实验测试共振物质的共振频率，然后选定超声波频率，使它与共振频率相等。

所述的感应环境超声波场与超声微泡感应，作为优选，所述的感应是指超声微泡与感应环境超声波场满足超声微泡共振频率ω_c'与感应环境超声波场的超声波频率ω_e'相等，超声微泡运动的初始相对速度为零。

其中，可以利用共振频率匹配的方法来筛选超声微泡，所述的共振频率匹配方法包括频率直接测算法和频率扫描测定法；

所述的频率直接测算法是指根据超声微泡的质量m'和弹性系数k'来计算得到，其中超声微泡的弹性系数k'与超声微泡的外形尺寸和硬度有关，超声微泡的质量m'和弹性系数k'都可通过查找相应的材料参数获得，于是超声微泡的共振频率ω_c'计算公式如下所示：

${{\mathrm{\&omega;}}_c}^{\&prime;}=2\mathrm{\&pi;}{f_c}^{\&prime;}=2\mathrm{\&pi;}\&CenterDot;\frac{1}{2\mathrm{\&pi;}}\sqrt{\frac{k^{\&prime;}}{m^{\&prime;}}}=\sqrt{\frac{k^{\&prime;}}{m^{\&prime;}}}$

所述的频率扫描测定法是指不断扫描改变超声波发生源的频率，通过观测超声微泡在相同强度不同频率的感应环境超声波场中的振动强度来确定超声微泡的共振频率ω_c'，振动强度最大时，感应环境超声波场的频率即为超声微泡的共振频率ω_c'，或者也可以直接通过频率计进行相应的测量。

超声波作用下的非均匀感应环境超声波场具体产生方式有如下：

阵列式排列的N(N≥1)个超声波发生器形成均匀分布的感应环境超声波场。此均匀超声波场作用于人体中的共振物质，共振物质完全吸收该频率的超声波，并通过振动发出相同频率的超声波，由于共振物质发出的超声波定向性减弱，形成的感应环境超声波场的势能会按一定的衰减系数衰减，于是有：

V_e'(r_i)＝E_e'(r_i)·(1-η'(r_i))·e^-ξd

V_e'(r_i)表示空间中r_i坐标位置在感应环境超声波场的势能，η'(r_i)为此位置超声波发生器引起感应的均匀超声波场能量吸收系数，E_e'(r_i)为超声波发生器发出的能量，e^-ξd超声波在遇到人体后与距离有关的衰减系数。

2)多层超声微泡与感应环境超声波场感应，超声微泡按照感应环境超声波场进行自组织运动，超声微泡密度分布与感应环境超声波场趋于平衡状态。

超声微泡初始均匀分布，超声微泡的初始速度近似为0。由于受到感应环境超声波场的作用产生的运动速度远大于超声微泡的初始速度，因此在同一时刻可近似认为处于相同位置r_i的同色超声微泡具有相同的动能T。超声微泡与ε_i'范围内的感应环境超声波场感应，ε_i'是指以位置r_i为中心，R为半径的区域。

具体有色超声微泡的自组织运动过程同实施例1，感应合成表达场的势能计算如下计算推导所示：

超声微泡与相应频率的感应环境超声波场感应。在空间位置r_i上，同色超声微泡的伪势能由此位置的超声微泡密度决定。因此，超声微泡受ε_i'范围内的超声微泡密度分布的伪势能为：

V_c'(r_i,t)＝σ'·C'(r_i,t)

C'(r_i,t)为t时刻在空间位置r_i的超声微泡密度，σ'为ε_i'范围内的超声微泡密度分布的密度—势能转换系数，σ'可以通过测量在平衡状态下，势能为V₀'的感应环境场(IEF)处的感应粒子密度C₀'计算得到，计算公式如下：

由以上可知，所述的感应合成表达场的势能、超声微泡密度分布的伪势能和感应环境超声波场的势能存在如下关系：

V(r_i,t)＝V_c'(r_i,t)-V_e'(r_i,t)

于是，t时刻在空间位置r_i上的超声微泡向r_j位置自组织运动时的速度计算如下：

$\left\{\begin{array}{c}{v}_{\mathrm{ij}}=\sqrt{\frac{2(V(r_i,t)-V(r_j,t))}{m}},V(r_i,t)>V(r_j,t)\\ v_{\mathrm{ij}}=0,V(r_i,t)=V(r_j,t)\\ v_{\mathrm{ij}}=-\sqrt{\frac{2(V(r_j,t)-V(r_i,t))}{m}},V(r_i,t)<V(r_j,t)\end{array}\right.$

当V(r_i,t)-V(r_j,t)＞0时，v_ij＞0，此时，r_i位置上的超声微泡向r_j位置运动，当时，v_ij＜0，此时，r_j位置外的超声微泡向r_i位置运动，当V(r_i,t)-V(r_j,t)＝0时，v_ij＝0，此时，r_i位置的超声微泡相对于r_j位置达到平衡状态。

超声微泡按照感应环境超声波场的势能分布进行自组织运动，形成超声微泡密度分布，超声微泡密度分布的伪势能分布与感应环境场(IEF)趋于平衡状态。

3)多层超声微泡自组织运动完成，超声微泡密度分布与感应环境超声波场达到平衡状态，超声微泡的密度分布状态动态实时直接呈现图像。此时，最终V_c'-V_e'＝0时，超声微泡密度分布与感应环境超声波场达到平衡状态，超声微泡密度分布与感应环境超声波场相同，实时动态检测，非计算直接成像。

每个超声微泡的色素浓度相同，超声微泡密度场即为颜色深度分布，超声微泡分布直接反映图像。超声微泡具有在特定的超声波振动强度值下显像的特征属性，所述特征属性是指超声微泡的显像与超声波作用下的振动强度强关联，也就是超声微泡在特定聚集显色密度下显色，多层显色的超声微泡直接呈现三维影像。

Claims (10)

1.一种动态直接呈现图像的方法，其特征在于基于广义量子理论，并包括以下步骤：

1）生成感应环境场，所述的感应场由感应物质形成；

2）感应粒子与感应物质感应，感应粒子按照感应环境场进行自组织运动，形成感应粒子密度分布，感应粒子的密度分布与感应环境场趋于平衡状态；

3）感应粒子自组织运动完成，感应粒子的密度分布与感应环境场达到平衡状态，感应粒子的密度分布状态动态实时直接呈现图像。

2.根据权利要求1所述的动态直接呈现图像的方法，其特征在于，所述的步骤1）生成感应环境场的方式选自主动式和半主动式；

所述的主动式方式包括如下步骤：

（1）一个或多个感应物质发生源生成势能均匀分布的初始感应环境场；

（2）检测对象反射势能均匀分布的初始感应环境场中的感应物质，被反射后的感应物质形成感应环境场；

所述的半主动式方式包括如下步骤：

（1）一个或多个感应物质发生源生成势能均匀分布的初始感应环境场；

（2）检测对象屏蔽或吸收势能均匀分布的初始感应环境场中的感应物质，被屏蔽或吸收后的感应物质形成感应环境场。

3.根据权利要求1所述的动态直接呈现图像的方法，其特征在于，所述的步骤1）生成感应环境场的方式为被动式，所述的被动式方式包括如下步骤：

（1）检测对象发出感应物质；

（2）感应物质形成感应环境场。

4.根据权利要求2所述的动态直接呈现图像的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

1）采用半主动式方式生成感应环境场：一个或多个感应物质发生源生成势能均匀分布的初始感应环境场，检测对象屏蔽或吸收势能均匀分布的初始感应环境场中的感应物质，被屏蔽或吸收后的感应物质形成感应环境场；

2）感应粒子与感应环境场感应，所述的感应粒子分布于多个互相平行的平面，感应粒子按照感应环境场在每个平面上进行自组织运动，每个平面上形成的感应粒子的密度分布与感应环境场趋于平衡状态；

3）感应粒子自组织运动完成，每个平面的感应粒子的密度分布与感应环境场均达到平衡状态，每个平面中，仅有显色密度处的感应粒子显示颜色，其余的感应粒子不显示颜色，感应粒子的密度分布状态动态实时直接呈现三维图像。

5.根据权利要求1-4任一项所述的动态直接呈现图像的方法，其特征在于：所述的感应环境场选自感应环境电场、感应环境磁场、感应环境光场、感应环境声场、感应环境温度场、感应环境引力场中的任意一种或任意多种。

6.根据权利要求5所述的动态直接呈现图像的方法，其特征在于，所述的感应环境场为感应环境光场，所述的感应物质为光，所述的动态直接呈现图像的方法包括以下步骤：

1）采用被动式方式生成感应环境光场：检测对象产生不同强度的光，所述的光形成相应的感应环境光场；

2）感应粒子与感应环境光场感应，感应粒子按照感应环境光场进行自组织运动，形成感应粒子密度分布，感应粒子的密度分布与感应环境光场趋于平衡状态；

3）感应粒子自组织运动完成，感应粒子的密度分布与感应环境光场达到平衡状态，感应粒子的密度分布状态动态实时直接呈现图像。

7.根据权利要求5所述的动态直接呈现图像的方法，其特征在于，所述的感应环境场为感应环境超声波场，所述的感应物质为超声波，所述的动态直接呈现图像的方法包括以下步骤：

1）采用主动式或半主动式方式生成感应环境超声波场：通过一个或多个频率相同的超声波发生器生成均匀超声波场，均匀超声波场的超声波与检测对象作用，作用后的超声波形成感应环境超声波场；所述的作用在主动式方式下为检测对象反射均匀超声波场的超声波，在半主动式方式下为检测对象屏蔽或吸收均匀超声波场的超声波；

2）感应粒子与感应环境超声波场感应，感应粒子按照感应环境超声波场进行自组织运动，形成感应粒子的密度分布，感应粒子的密度分布与感应环境场趋于平衡状态；

3）感应粒子自组织运动完成，感应粒子的密度分布与感应环境超声波场达到平衡状态，感应粒子的密度分布状态动态实时直接呈现图像。

8.根据权利要求2所述方法的动态直接呈现图像的系统，其特征在于：所述的系统包括感应环境场生成模块和图像显示成像模块；

所述感应环境场生成模块用于生成势能均匀分布的初始感应环境场，势能均匀分布的初始感应环境场中的感应物质与检测对象作用，作用后的感应物质形成感应环境场；所述感应环境场生成模块包括一个或多个感应物质发生源，所述的感应物质发生源用于生成势能均匀分布的初始感应环境场；所述的作用在主动式方式下为检测对象反射势能均匀分布的初始感应环境场中的感应物质，在半主动式方式下为检测对象屏蔽或吸收势能均匀分布的初始感应环境场中的感应物质；

所述的图像显示成像模块用于动态实时直接呈现图像，所述图像显示成像模块包含感应粒子，所述的感应粒子与感应物质感应，感应粒子按照感应环境场进行自组织运动，形成感应粒子的密度分布，感应粒子的密度分布与感应环境场达到平衡状态，感应粒子的密度分布状态动态实时直接呈现图像。

9.根据权利要求4所述方法的动态直接呈现图像的系统，其特征在于：所述的系统包括感应环境场生成模块和三维图像显示成像模块；

所述的感应环境场生成模块用于生成势能均匀分布的初始感应环境场，检测对象屏蔽或吸收势能均匀分布的初始感应环境场中的感应物质，被屏蔽或吸收后的感应物质形成感应环境场；所述的感应环境场生成模块包括一个或多个感应物质发生源；所述的感应物质发生源用于生成势能均匀分布的初始感应环境场；

所述的三维图像显示成像模块用于动态实时直接呈现三维图像，所述的三维图像显示成像模块包含分布于多个互相平行平面的感应粒子，感应粒子按照感应环境场在每个平面上进行自组织运动，每个平面上的感应粒子的密度分布与感应环境场均达到平衡状态，每个平面上仅有显色密度处的感应粒子显示颜色，其余的感应粒子不显示颜色，感应粒子的密度分布状态动态实时直接呈现三维图像。

10.根据权利要求7所述方法的动态直接呈现图像的系统，其特征在于：所述的系统包括感应环境超声波场生成模块和超声图像显示成像模块；

所述感应环境超声波场生成模块用于生成均匀超声波场，所述均匀超声波场的超声波与检测对象作用，作用后的超声波形成感应环境超声波场；所述感应环境超声波场生成模块包含一个或多个超声波发生器，所述超声波发生器用于发出超声波；所述的作用在主动式方式下为检测对象反射均匀超声波场的超声波，在半主动式方式下为检测对象屏蔽或吸收均匀超声波场的超声波；

所述的超声图像显示成像模块用于动态实时直接呈现图像，所述图像显示成像模块包含感应粒子，所述的感应粒子与感应环境超声波场感应，感应粒子按照感应环境超声波场进行自组织运动，感应粒子的密度分布与感应环境超声波场达到平衡状态，感应粒子的密度分布状态动态实时直接呈现图像。