基于壓縮感知醫(yī)學超聲成像技術的研究.pdf

1、超聲成像因實無損，成本低且實時已被廣泛應用于醫(yī)療診斷、工業(yè)探傷、海洋水下探測等領域。隨著醫(yī)學超聲成像技術的不斷發(fā)展，高分辨率的超聲圖像需求必然會引起數(shù)據(jù)量的增加，這對醫(yī)學超聲成像系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲性能、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用在醫(yī)學超聲成像當中，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，并對該理論的三個方面:信號的稀疏變換、測量矩

2、陣的設計和信號重構進行了深入的分析。隨后以其作為理論基礎，針對醫(yī)學超聲高質量成像造成的數(shù)據(jù)量大、換能器陣元數(shù)目多的問題進行如下方面的分析。
　　針對醫(yī)學超聲成像數(shù)據(jù)量大的問題，本文深入分析了壓縮感知采樣理論設計的隨機調制型和調制寬帶型模擬信息轉換器結構，根據(jù)兩種結構的不足及超聲回波信號時域的特點，建立了一種基于濾波的模擬信息轉換器的超聲成像模型，通過實驗驗證該模型能夠降低超聲成像系統(tǒng)回波信號的數(shù)據(jù)量，并且結合相控陣技術能夠準確地探

3、測到目標點。
　　針對換能器陣元數(shù)目多的問題，本文利用超聲成像系統(tǒng)各個陣元的特性，將基于空間小波域的分塊稀疏方法應用在超聲成像當中，并根據(jù)超聲相控陣掃描采樣的特點，建立三種不同的觀測矩陣作為超聲數(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)的復雜度。通過實驗仿真驗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