超声ct成像正演和反演算法研究

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1、厦门大学学位论文原创性声明本人呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立完成的研究成果。本人在论文写作中参考其他个人或集体已经发表的研究成果，均在文中以适当方式明确标明，并符合法律规范和《厦门大学研究生学术活动规范(试行)》。另外，该学位论文为()课题(组)的研究成果，获得()课题(组)经费或实验室的资助，在()实验室完成。(请在以上括号内填写课题或课题组负责人或实验室名称，未有此项声明内容的，可以不作特别声明。)声明人(签名)：土wl4-年；R15Et厦门大学学位论文著作权使用声明本人同意厦门大学根据《中华人民共和国学位条例暂行实施办法》等规定保留和使用此学位

2、论文，并向主管部门或其指定机构送交学位论文(包括纸质版和电子版)，允许学位论文进入厦门大学图书馆及其数据库被查阅、借阅。本人同意厦门大学将学位论文加入全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的标题和摘要汇编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。本学位论文属于：()1．经厦门大学保密委员会审查核定的保密学位论文，于年月日解密，解密后适用上述授权。()2．不保密，适用上述授权。(请在以上相应括号内打“√"或填上相应内容。保密学位论文应是已经厦门大学保密委员会审定过的学位论文，未经厦门大学保密委员会审定的学位论文均为公开学位论文。此声明

3、栏不填写的，默认为公开学位论文，均适用上述授权。)声明人(签名)：1蝰知心年，月U日’摘要当下无论是在工业探伤检测还是医学成像等的众多领域中，超声成像技术均充当了一个极为重要的角色。然而，目前的商业化的二维超声系统都是基于简化近似的方法来描述超声场的，这直接导致分辨率远低于理论上可达水平。与之不同的是超声CT成像的图像完全可以实现定量地真实地还原出包括在物体内的声速传播和衰减系数等声学特性。可是，超声CT在算法构造中会存在计算量大及解的不适定等问题；所以，如何构建和提出一套完整和切实可行的超声CT成像系统也正是当下声学界研究的重点和难点。本论文在我们前期工作

4、的基础上，力求提出基于非线性逆散射的二维超声图像重建方法，突破衍射限制，实现超分辨成像。首先，本文回顾了超声CT成像的研究背景、研究现状、发展历程和当前常用的一般方法，之后本文从超声成像最为基本的波动方程出发，基于波动方程构造出合理的正演算法和反演算法的基础模型和积分方程。其次，本文正演算法力图通过引入一个全新的非线性预处理器。该预处理器，连同稳定的双共轭梯度一陕速傅立叶算法、扩展波恩近似算法实现正演成像；最终达到在保持同等计算精度条件下并极大地压缩计算时间。本文反演算法通过引入扩展对比源算法，通过这种处理方式合理避免解的不适定等问题；同时迭代过程中不需要调

5、用正演部分的结果，该过程会极大减少计算的次数和减少需要处理的数据量，进而起到算法上鲁棒性的同时达到加速的目的。最后，正反演算法的组合成为一套完整的超声CT成像系统，文中通过若干实例检验该套系统可以达到超分辨快速成像；同时对于人体成像方面完全可以取得很好的效果。关键词：超声CT成像；正演问题；反演问题AbstractCurrently，ultrasoundimagingtechnologyhasplayedapivotalroleinmanyfield．Suchastheindustrialdetectionofflawandthemedicalimaging

6、．However,currentcommercialultrasoundsystemsusesimplifyingapproximations．Sotheresolutionisfarbelowthetheoreticalresolution．Bycontrast，ultrasoundCTimagingCanbequantitativelyandtrulyrestoredthespeedofsoundandattenuationcoefficientofacousticcharacteristicsinsidetheobject．Butthealgorith

7、mofultrasoundCTimagingmaycontainlarge—scaleinverseproblemandill—posedness；SO，howtoputforwardandbuildacomprehensiveandpracticalultrasoundimagingsystemisvitalimportantanddifficult．Thispaperisonthebasisofourearlierresearch．Andweproposeamethodtoachievesub-wavelengthresolutionthroughnon

8、linearinversion．Firstly,th