超聲CT成像正演和反演算法研究.pdf

1、當下無論是在工業(yè)探傷檢測還是醫(yī)學成像等的眾多領域中，超聲成像技術均充當了一個極為重要的角色。然而，目前的商業(yè)化的二維超聲系統(tǒng)都是基于簡化近似的方法來描述超聲場的，這直接導致分辨率遠低于理論上可達水平。與之不同的是超聲CT成像的圖像完全可以實現(xiàn)定量地真實地還原出包括在物體內的聲速傳播和衰減系數(shù)等聲學特性?？墒?，超聲CT在算法構造中會存在計算量大及解的不適定等問題;所以，如何構建和提出一套完整和切實可行的超聲CT成像系統(tǒng)也正是當下聲學界研究

2、的重點和難點。
　　本論文在我們前期工作的基礎上，力求提出基于非線性逆散射的二維超聲圖像重建方法，突破衍射限制，實現(xiàn)超分辨成像。
　　首先，本文回顧了超聲CT成像的研究背景、研究現(xiàn)狀、發(fā)展歷程和當前常用的一般方法，之后本文從超聲成像最為基本的波動方程出發(fā)，基于波動方程構造出合理的正演算法和反演算法的基礎模型和積分方程。
　　其次，本文正演算法力圖通過引入一個全新的非線性預處理器。該預處理器，連同穩(wěn)定的雙共軛梯度-快速傅

3、立葉算法、擴展波恩近似算法實現(xiàn)正演成像;最終達到在保持同等計算精度條件下并極大地壓縮計算時間。本文反演算法通過引入擴展對比源算法，通過這種處理方式合理避免解的不適定等問題;同時迭代過程中不需要調用正演部分的結果，該過程會極大減少計算的次數(shù)和減少需要處理的數(shù)據(jù)量，進而起到算法上魯棒性的同時達到加速的目的。
　　最后，正反演算法的組合成為一套完整的超聲CT成像系統(tǒng)，文中通過若干實例檢驗該套系統(tǒng)可以達到超分辨快速成像;同時對于人體成像方