基于壓縮感知醫(yī)學(xué)超聲成像技術(shù)的研究.pdf

1、超聲成像因?qū)崯o損，成本低且實(shí)時(shí)已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療診斷、工業(yè)探傷、海洋水下探測(cè)等領(lǐng)域。隨著醫(yī)學(xué)超聲成像技術(shù)的不斷發(fā)展，高分辨率的超聲圖像需求必然會(huì)引起數(shù)據(jù)量的增加，這對(duì)醫(yī)學(xué)超聲成像系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)性能、換能器陣元數(shù)目提出越來越高的要求，而傳統(tǒng)的超聲成像分辨率卻受到換能器陣列孔徑的限制。本文將壓縮感知理論應(yīng)用在醫(yī)學(xué)超聲成像當(dāng)中，能較好的解決上述問題。
　　本文首先介紹了壓縮感知理論的基本原理，并對(duì)該理論的三個(gè)方面:信號(hào)的稀疏變換、測(cè)量矩

2、陣的設(shè)計(jì)和信號(hào)重構(gòu)進(jìn)行了深入的分析。隨后以其作為理論基礎(chǔ)，針對(duì)醫(yī)學(xué)超聲高質(zhì)量成像造成的數(shù)據(jù)量大、換能器陣元數(shù)目多的問題進(jìn)行如下方面的分析。
　　針對(duì)醫(yī)學(xué)超聲成像數(shù)據(jù)量大的問題，本文深入分析了壓縮感知采樣理論設(shè)計(jì)的隨機(jī)調(diào)制型和調(diào)制寬帶型模擬信息轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)，根據(jù)兩種結(jié)構(gòu)的不足及超聲回波信號(hào)時(shí)域的特點(diǎn)，建立了一種基于濾波的模擬信息轉(zhuǎn)換器的超聲成像模型，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該模型能夠降低超聲成像系統(tǒng)回波信號(hào)的數(shù)據(jù)量，并且結(jié)合相控陣技術(shù)能夠準(zhǔn)確地探

3、測(cè)到目標(biāo)點(diǎn)。
　　針對(duì)換能器陣元數(shù)目多的問題，本文利用超聲成像系統(tǒng)各個(gè)陣元的特性，將基于空間小波域的分塊稀疏方法應(yīng)用在超聲成像當(dāng)中，并根據(jù)超聲相控陣掃描采樣的特點(diǎn)，建立三種不同的觀測(cè)矩陣作為超聲數(shù)據(jù)的采樣策略，用于降低成像系統(tǒng)線性陣元通道的數(shù)目并在一定程度盡可能降低超聲成像系統(tǒng)的復(fù)雜度。通過實(shí)驗(yàn)仿真驗(yàn)證該方法在成像不失真的情況下與傳統(tǒng)成像方法相比，能夠減少成像所需要的總數(shù)據(jù)量及線性陣元換能器接收數(shù)據(jù)道數(shù)，并與空間頻率域稀疏算法相對(duì)