超聲逆散射層析成像關鍵技術研究.pdf

1、超聲成像技術就是在超聲波穿過介質時,通過從介質外部收集到的散射信息來對介質內(nèi)部結構進行構造的一種技術。因為超聲波的能量高、指向性能好、具有較強的穿透能力、設備成本低、不會對人體造成傷害等特點以及它照射到介質上面時所具有的折射以及反射特性,所以,以超聲波為信息載體的超聲技術被廣泛運用到了無損檢測領域。
　　根據(jù)聲波在連續(xù)介質中傳播時的傳播特性,建立了聲波在均勻介質中傳播時的波動方程,并對其在非均勻介質中進行傳播時的傳播問題進行了研究

2、。借助格林函數(shù),推導出了全場以及散射場方程,把這兩個積分方程通過矩量法進行離散化,從而轉化為易于在計算機上進行處理的矩陣方程。
　　對于逆散射問題進行求解的主要思想是根據(jù)已知的散射場,來計算得到未知函數(shù),但是,逆散射方程中存在未知函數(shù)與物體內(nèi)部的全場這兩個未知量,并且全場亦是此未知函數(shù)的函數(shù),所以,這就導致了逆散射問題是非線性的問題。本文中,對這一問題進行解決的時候,所采用的方法是迭代算法,通過這一方法來逐步逼近原始問題的真實解。

3、
　　由于造成不適定方程不穩(wěn)定的一個主要原因就是系數(shù)矩陣的一部分奇異值比較小,這種情況下,當數(shù)據(jù)項有一個比較小的擾動的時候,這些較小的奇異值對這一擾動會有放大作用,從而使計算出的解與真實的解有較大地偏差。針對這一問題,本文中采用了截斷奇異值分解(TSVD)以及截斷完全最小二乘法(TTLS)這兩種正則化方法來對其進行處理。
　　正則化參數(shù)的選取在不適定問題的研究中起著舉足輕重的作用,同時,它也是正則化方法能否成功解決問題的關鍵

4、所在,對其選擇的恰當與否直接關系著所用算法對真實解收斂性和其收斂速度;對這一參數(shù)選取時,先采用L曲線方法得到L曲線,然后在L曲線的拐角處進行一維搜索選取最佳正則化參數(shù)。
　　正則化可信度的的判別在超聲逆散射層析成像中是另一個關鍵技術,Picard準則是對正則化可信度的判別準則。首先,根據(jù)Picard準則對模型受噪聲污染情況進行了分析,然后,針對模型在不同對比度情況下的Picard曲線進行了分析,根據(jù)這一準則確定出模型受噪聲污染情況