基于仿真數(shù)據(jù)的光聲成像重建算法的研究.pdf

1、光聲成像通過脈沖激光照射組織產(chǎn)生超聲波，然后由超聲轉(zhuǎn)換器接收信號進(jìn)而實現(xiàn)組織成像。光聲成像作為一種新的生物組織成像方法，它結(jié)合了光學(xué)成像和聲學(xué)成像的優(yōu)點，具有高分辨率，高對比度以及對人體無損傷性等特點，近年來受到越來越多的關(guān)注。
　　圖像重建算法是光聲成像的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前很多關(guān)于重建算法的研究都基于一些假設(shè)的理想條件，如全方位掃描采集數(shù)據(jù)，這使得其實用性收到制約。盡管近年來光聲成像取得快速發(fā)展，但由于成像方法和重建模型的原因，

2、重建算法在重建時間和重建結(jié)果精度上依然存在一定的問題，有待進(jìn)一步提高。本文針對上述問題，對光聲成像的圖像重建算法進(jìn)行理論和研究。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　1.本文首先搭建了光聲成像的計算機(jī)仿真平臺。該平臺仿真基于聚焦超聲換能器的斷層成像技術(shù)，主要目的是對光聲成像的信號采集進(jìn)行仿真。其為后續(xù)章節(jié)中的重建算法的研究提供了重要的數(shù)據(jù)來源和實驗依據(jù)。
　　2.本文實現(xiàn)了幾種經(jīng)典的光聲成像重建算法，其中包括:濾波反投影算法，ML-

3、EM算法，ISTA算法，ISRA算法。并且針對目前迭代算法中系統(tǒng)矩陣計算時間長而導(dǎo)致重建時間長的問題，提出了ISRA加速算法，實驗證明該算法使得ISRA算法重建速度提高了4倍。
　　3.針對如何提高有限視角掃描光聲成像重建精度的問題，本文提出通過將ADMM算法應(yīng)用于兩種不同模型的光聲重建方法。
　　4.本文提出了一種基于輔助函數(shù)的重建算法，該算法具有單調(diào)遞減、全局收斂以及無需步長因子等特點。文中選取了五種不同的重建模型，針對