基于声场响应的二维光声层析成像算法研究

发布时间：2022-12-23 23:42

　　在二维环形扫描光声层析成像中,系统和图像重建算法是影响后期成像质量和分辨率的两大因素。其中传统的反投影算法是在“理想点换能器”的基础上发展起来的,而在系统中通常采用具有较大探测面积的非聚焦换能器,两者之间的模型不匹配会导致重建图像的横向分辨率下降,即当目标远离扫描中心时,目标图像将在横向方向被拉长,其横向分辨率等于探测边界处的换能器尺寸,这被称为“有限孔径效应”。该效应产生的本质原因是由于平面换能器的空间时间脉冲响应（Spatial temporal response,STR）引入了时间延迟误差和检测角度限制。为了解决这个问题,本文做了以下三个方面的工作:首先利用正向模型计算出有限尺寸平面换能器的STR,即声场响应,然后在反投影重建中利用从STR中提取的精确的时间延迟来补偿时间延迟误差,同时补偿由重建过程中换能器的探测角度效应所引起的信号损失。最终由二维光声层析成像系统得到实验数据之后,利用新算法分别对模拟数据和实验数据进行反投影,并和传统反投影方法的结果进行比较来评估本文所提出的方法。结果表明,应用时间延迟校正和信号灵敏度补偿可以有效地恢复图像的横向分辨率。同时为了避免扫描中的低空间... 

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 光声成像
    1.2 光声层析成像
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 光声层析成像系统
        1.3.2 光声层析成像算法
    1.4 本文主要研究内容及章节安排
第2章 二维环形扫描光声层析成像理论基础
    2.1 超声换能器基础
        2.1.1 结构组成
        2.1.2 时间脉冲响应
        2.1.3 空间分辨率
    2.2 光声层析成像算法
        2.2.1 光声成像理论基础
        2.2.2 传统光声层析成像重建算法
    2.3 基于声场响应的反投影重建算法
    2.4 本章小结
第3章 声场响应的计算
    3.1 单位脉冲响应的计算
    3.2 相位图和最大信号强度图的提取
    3.3 本章小结
第4章 基于声场响应的反投影算法仿真
    4.1 模拟方法及参数设定
    4.2 模拟数据重建结果
    4.3 本章小结
第5章 仿体实验验证
    5.1 二维环形扫描光声层析成像系统
        5.1.1 硬件实现方案
        5.1.2 软件实现方案
    5.2 实验结果
    5.3 本章小结
总结与展望
参考文献
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
致谢



本文编号：3725631