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龙图腾网获悉合肥通用机械研究院有限公司申请的专利一种超声全聚焦算法在FPGA平台的硬件加速部署方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121526870B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-14发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202610064132.3，技术领域涉及：G06T1/20；该发明授权一种超声全聚焦算法在FPGA平台的硬件加速部署方法是由虞耀;孙笑宇;程经纬;蔡涛;王哲;卜阳光;吉田;唐健设计研发完成，并于2026-01-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种超声全聚焦算法在FPGA平台的硬件加速部署方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种超声全聚焦算法在FPGA平台的硬件加速部署方法，涉及声学成像算法在FPGA平台部署的技术领域，采用以FPGA平台为主控的主从结构，通过通道选通控制多个FPGA从机并行采集和计算参数；模块化划分全聚焦参数计算流程，通过流水线方法提高计算吞吐率，多个FPGA从机的计算结果传输至FPGA主机进行成像；进一步的采用镜像全聚焦计算方法，通过重组计算流程实现参数复用，将参数计算时间缩短一半。本发明能够解决超声全聚焦成像算法计算复杂、耗时久和在下位机平台中部署困难的问题，有利于开发低成本轻量化的超声相控阵全聚焦在线检测仪器，对压力容器的维护和健康监测有重要意义。

本发明授权一种超声全聚焦算法在FPGA平台的硬件加速部署方法在权利要求书中公布了：1.一种超声全聚焦算法在FPGA平台的硬件加速部署方法，其特征在于，FPGA平台采用主从机结构，利用多个FPGA从机并行接收、缓存数据以及计算参数，利用FPGA主机汇总各个FPGA从机计算的参数并进行成像，具体过程如下所示： S1，通过通道选通，将相控阵探头采集的全矩阵数据拆分为多组数据，利用多个FPGA从机分别对应的接收此多组数据，并进行缓存； S2，各个FPGA从机确定当前遍历成像像素点的坐标； S3，各个FPGA从机基于像素点的坐标和所缓存的数据，计算像素点的全聚焦参数； S4，各个FPGA从机将像素点的全聚焦参数传输至FPGA主机，FPGA主机进行参数累加，得到当前遍历成像像素点的幅值，从而实现在线成像； 步骤S3中，全聚焦参数的计算过程模块化拆分为m个计算步骤，各个计算步骤之间采用流水线方法进行部署，调用m个运算模块，各个运算模块并行执行m个计算步骤中的一个，从而加速计算，具体如下所示： 令当前遍历成像像素点即当前像素点为第q个像素点，m个计算模块分别并行计算：像素点q的计算步骤1、像素点q-1的计算步骤2、像素点q-2的计算步骤3、...、像素点q-m-1的计算步骤m；计算完毕后，前m-1个计算模块的数据会分别向下一个计算模块传递，而第m个计算模块的数据会直接输出； 接下来，m个计算模块分别并行计算：像素点q+1的计算步骤1、像素点q的计算步骤2、像素点q-1的计算步骤3、...、像素点q-m-2的计算步骤m； 步骤S3中，全聚焦参数的计算过程，具体如下所示： S31，计算声波传输所需的时间： 当前为通道激励、通道接收，通道的压电晶片中心与当前遍历成像像素点即当前像素点的距离为，通道的压电晶片到当前像素点的距离为： ； ； 其中，为每个像素点的宽度，为换能器阵列上不同通道压电晶片的间距； 待测物体中的声速为c，则从通道至当前像素点，再从当前像素点至通道的路径中，声波传输所需的时间为； ； S32，地址索引并拟合参数： 在计算声波传输所需的时间后，在采集的个点中寻找传输时间对应的点数表示为： ； 其中，Tp为声波传输距离与数据对应的基准时间；ts为每次采集接收信号的时间，fs为采样率，每组数据共个点； 采用最小二乘法对对应的信号幅值进行估算，估计过程可以表示为： ； 其中，为对应的信号幅值，Addr为地址索引，表示对nab进行向下取整数操作； 回归参数k的计算方式为： ； S33，将激励通道设定为，接收通道设定为，重复计算Vab，并在FPGA从机中分别定义寄存器存储不同激励通道和接收通道对应的幅度。

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