美国加州理工学院科学家开发出一种名为视觉表面波弹性成像的新技术,通过分析物体表面微小运动,揭示其底层材料或组织的刚性与厚度。这一技术为居家健康监测开辟了新路径,未来或只需智能手机摄像头即可实现低成本、便捷的健康评估。

研究团队利用相位运动处理算法,在视频中捕捉皮肤因外部力量产生的微小位置变化,这些变化人眼难以察觉。通过光谱分析,科学家构建了表面波的色散关系数学模型,将皮肤波纹与脂肪、肌肉和骨骼层的动态关联起来。“底层软组织的材料性质和厚度决定了哪些波数和频率会以波的形式出现在皮肤上,”团队成员解释道。
该技术已通过模拟人体腿部数据和明胶模型实验验证。在明胶实验中,其测量结果与高精度电阻仪相当;在模拟腿部研究中,新方法对不同几何形状的腿部厚度和刚度提供了准确估计。这表明,即使在人体这样复杂的系统中,动态分析可见光表面波也能揭示地下结构特性。
研究团队表示,这一技术有望推动健康监测的普及化。“我们口袋里都有摄像头,可以频繁且廉价地测量组织特性,主动追踪健康状况,”主要作者之一Alexander C. Ogren博士说,“系统能标记出令人担忧的变化,并建议就医检查。”
出版详情:作者:Alexander C. Ogren等,标题:《视觉表面波弹性图:通过可见光表面波揭示地下物理特性》,发表于:IEEE/CVF国际计算机视觉会议论文集(2025年)













