基于字典學(xué)習(xí)的光聲圖像重建算法的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、光聲成像(又稱熱聲成像)是一種新型的無損醫(yī)學(xué)成像技術(shù)。它結(jié)合了光學(xué)成像的高對比度和超聲成像的高分辨率,適用于腫瘤檢測、血管成像、腦部結(jié)構(gòu)和功能成像和流速檢測等領(lǐng)域。該成像方式使用電磁脈沖(一般用激光)照射待測生物組織,組織受熱膨脹后激發(fā)出超聲波利用超聲換能器所接收的超聲波信號,并結(jié)合一定的圖像重建算法即可計(jì)算出組織內(nèi)部的初始聲壓的分布圖像。
  光聲圖像的質(zhì)量與光聲信號的時(shí)空的采樣率密切相關(guān)。但是在實(shí)際成像系統(tǒng)中,由于超聲換能器空

2、間位置的限制或者時(shí)間采樣率較低的原因,探測到的信號往往是不完備的,導(dǎo)致重建圖像的質(zhì)量嚴(yán)重下降。本文針對上述問題研究光聲圖像的重建算法。本文的主要工作和貢獻(xiàn)如下:
  首先,利用k-Wave軟件對含有不同異常目標(biāo)的組織邊界上的光聲信號的特征進(jìn)行了研究,驗(yàn)證了利用光聲信號重建組織異常目標(biāo)的合理性;然后,針對不完全數(shù)據(jù),提出先利用壓縮感知方法恢復(fù)出完全測量數(shù)據(jù),再重建光聲圖像的思想,并給出了基于離散余弦變換的光聲圖像重建算法;該算法以離

3、散余弦變換函數(shù)為稀疏基,將光聲信號數(shù)據(jù)稀疏化,從欠采樣光聲信號中恢復(fù)出完全采樣數(shù)據(jù),進(jìn)而利用濾波反投影算法實(shí)現(xiàn)光聲圖像的高質(zhì)量重建;最后,提出了基于字典學(xué)習(xí)的光聲圖像重建的算法。該方法通過字典學(xué)習(xí)的方法,構(gòu)造最優(yōu)稀疏基函數(shù),使信號在變換域上更稀疏,從而更好地恢復(fù)出完全測量數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)證明:與直接利用不完全數(shù)據(jù)進(jìn)行光聲圖像重建的方法相比,利用壓縮感知方法可以更好地重建出光聲圖像,而且利用基于字典學(xué)習(xí)的方法獲得的自適應(yīng)變換基函數(shù)可以獲得比使用

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