基于压缩感知医学超声成像技术的研究

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1、学校代号：10532学号：S11lOWl06密级：普通湖南大学硕士学位论文基于压缩感知医学超声成像技术的研究迨窒握童旦期；2Q!垒生垒旦!墨目诠塞筌避旦期；2Q!垒生三月!!旦MedicalUltrasonicImagingResearchBasedonCompressedSensingbyOUYANGXianyueB．E．(HengyangNormalUniversity)201AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMa

2、sterofEngineeringSignalandImageProcessingintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorLIRenfaSeniorEngineerXIAXianzhongApril，2014湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确

3、方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。．作者签名：豫P娶弥日期：zo／争年歹月万日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在——年解密后适用本授权书。2、不保密商。(请在以上相应方框内打“、／”)作者签名：欧归显叛导师签名多著务兰、主髟

4、虹日期：纠仁年r月丛目日期．冽严年妨7日基于压缩感知医学超声成像技术的研究摘要超声成像因实无损，成本低且实时已被广泛应用于医疗诊断、工业探伤、海洋水下探测等领域。随着医学超声成像技术的不断发展，高分辨率的超声图像需求必然会引起数据量的增加，这对医学超声成像系统的数据存储性能、换能器阵元数目提出越来越高的要求，而传统的超声成像分辨率却受到换能器阵列孔径的限制。本文将压缩感知理论应用在医学超声成像当中，能较好的解决上述问题。本文首先介绍了压缩感知理论的基本原理，并对该理论的三个方面：信号的稀疏变换、测量矩阵的设计和信号重构

5、进行了深入的分析。随后以其作为理论基础，针对医学超声高质量成像造成的数据量大、换能器阵元数目多的问题进行如下方面的分析。针对医学超声成像数据量大的问题，本文深入分析了压缩感知采样理论设计的随机调制型和调制宽带型模拟信息转换器结构，根据两种结构的不足及超声回波信号时域的特点，建立了～种基于滤波的模拟信息转换器的超声成像模型，通过实验验证该模型能够降低超声成像系统回波信号的数据量，并且结合相控阵技术能够准确地探测到目标点。针对换能器阵元数目多的问题，本文利用超声成像系统各个阵元的特性，将基于空间小波域的分块稀疏方法应用在超

6、声成像当中，并根据超声相控阵扫描采样的特点，建立三种不同的观测矩阵作为超声数据的采样策略，用于降低成像系统线性阵元通道的数目并在～定程度尽可能降低超声成像系统的复杂度。通过实验仿真验证该方法在成像不失真的情况下与传统成像方法相比，能够减少成像所需要的总数据量及线性阵元换能器接收数据道数，并与空间频率域稀疏算法相对比，该方法改善了超声成像的效果。关键字：压缩感知；医学超声成像；模拟信息转换器：分块稀疏II工程硕士学位论文AbstractUltrasonicimaginghasbeenusedwidelyinmedical

7、diagnosis，industrialdetection，oceanunderwaterexplorationandotherfieldsbecauseofitsdamage-free，low—costandrealtime．Withthedevelopmentofthetechnologyofmedicalultrasonicimaging，theneedsofhighresolutionofultrasonicimaginginevitablycausestheincreaseofultrasonicdata，w

8、hichraisesahigherrequirementtothedatastoragecapabilityandthetransducerarrayelementnumberofmedicalultrasonicimagingsystem．However，theresolutionoftraditionalultrasonici