基于壓縮感知的超聲圖像重建.pdf

1、在現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)成像模式中，超聲成像廣泛應(yīng)用于臨床診斷中，如妊娠監(jiān)測，心臟成像或血液流量估計(jì)等。超聲成像的主要優(yōu)點(diǎn)是安全性高、成本低以及實(shí)時(shí)性，這些特性使之成為醫(yī)學(xué)診斷最常用的方式之一。然而，隨著三維、四維超聲的不斷發(fā)展和普及，超聲的實(shí)時(shí)性受到了挑戰(zhàn)，越來越高的超聲數(shù)據(jù)量不僅增加了成像的時(shí)間，也占據(jù)了更多的內(nèi)存空間，不利于臨床診斷或圖像處理。
　　本文的目的在于研究相關(guān)技術(shù)，在信號采集階段降低超聲數(shù)據(jù)，同時(shí)保證最后的圖像重建質(zhì)量。為此

2、，本文采用壓縮感知理論，壓縮感知成功實(shí)現(xiàn)了信號的同時(shí)采樣與壓縮，為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，壓縮感知依賴兩個(gè)準(zhǔn)則:稀疏性（涉及信號本身）和非相關(guān)性（涉及傳感方式）。
　　本文首先介紹了超聲的成像原理、圖像復(fù)原理論、壓縮感知及其在超聲成像中的一些應(yīng)用。接著從一維壓縮感知入手，研究二維壓縮感知以及超聲k空間重建，并結(jié)合這兩者提出超聲的二維k空間重建。為了將壓縮感知真正的應(yīng)用到超聲領(lǐng)域，研究了超聲的成像過程，結(jié)合實(shí)際，提出重建超聲射頻圖像，使用Fi

3、eldⅡ仿真得到射頻數(shù)據(jù)。
　　同時(shí)為了尋求更高效的重建算法，本文研究了共軛梯度算法以及分布式壓縮感知，采用共軛梯度算法結(jié)合總變差重建圖像，時(shí)間相當(dāng)可觀，并且對于不同的圖像重建質(zhì)量較穩(wěn)定;分布式壓縮感知建立在聯(lián)合稀疏或組稀疏的基礎(chǔ)上，文中采用JSM-2型聯(lián)合稀疏模型的同步正交匹配追蹤算法，結(jié)合每個(gè)射頻信號在一維傅里葉基下的稀疏假設(shè)，對射頻圖像進(jìn)行重建，并最終重建出相應(yīng)的B超圖像。實(shí)驗(yàn)表明，該算法在較低采樣率時(shí)，仍能保證良好的重建質(zhì)