超聲逆散射層析成像關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、超聲成像技術(shù)就是在超聲波穿過介質(zhì)時(shí),通過從介質(zhì)外部收集到的散射信息來對介質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)造的一種技術(shù)。因?yàn)槌暡ǖ哪芰扛?、指向性能好、具有較強(qiáng)的穿透能力、設(shè)備成本低、不會(huì)對人體造成傷害等特點(diǎn)以及它照射到介質(zhì)上面時(shí)所具有的折射以及反射特性,所以,以超聲波為信息載體的超聲技術(shù)被廣泛運(yùn)用到了無損檢測領(lǐng)域。
　　根據(jù)聲波在連續(xù)介質(zhì)中傳播時(shí)的傳播特性,建立了聲波在均勻介質(zhì)中傳播時(shí)的波動(dòng)方程,并對其在非均勻介質(zhì)中進(jìn)行傳播時(shí)的傳播問題進(jìn)行了研究

2、。借助格林函數(shù),推導(dǎo)出了全場以及散射場方程,把這兩個(gè)積分方程通過矩量法進(jìn)行離散化,從而轉(zhuǎn)化為易于在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行處理的矩陣方程。
　　對于逆散射問題進(jìn)行求解的主要思想是根據(jù)已知的散射場,來計(jì)算得到未知函數(shù),但是,逆散射方程中存在未知函數(shù)與物體內(nèi)部的全場這兩個(gè)未知量,并且全場亦是此未知函數(shù)的函數(shù),所以,這就導(dǎo)致了逆散射問題是非線性的問題。本文中,對這一問題進(jìn)行解決的時(shí)候,所采用的方法是迭代算法,通過這一方法來逐步逼近原始問題的真實(shí)解。

3、
　　由于造成不適定方程不穩(wěn)定的一個(gè)主要原因就是系數(shù)矩陣的一部分奇異值比較小,這種情況下,當(dāng)數(shù)據(jù)項(xiàng)有一個(gè)比較小的擾動(dòng)的時(shí)候,這些較小的奇異值對這一擾動(dòng)會(huì)有放大作用,從而使計(jì)算出的解與真實(shí)的解有較大地偏差。針對這一問題,本文中采用了截?cái)嗥娈愔捣纸?TSVD)以及截?cái)嗤耆钚《朔?TTLS)這兩種正則化方法來對其進(jìn)行處理。
　　正則化參數(shù)的選取在不適定問題的研究中起著舉足輕重的作用,同時(shí),它也是正則化方法能否成功解決問題的關(guān)鍵

4、所在,對其選擇的恰當(dāng)與否直接關(guān)系著所用算法對真實(shí)解收斂性和其收斂速度;對這一參數(shù)選取時(shí),先采用L曲線方法得到L曲線,然后在L曲線的拐角處進(jìn)行一維搜索選取最佳正則化參數(shù)。
　　正則化可信度的的判別在超聲逆散射層析成像中是另一個(gè)關(guān)鍵技術(shù),Picard準(zhǔn)則是對正則化可信度的判別準(zhǔn)則。首先,根據(jù)Picard準(zhǔn)則對模型受噪聲污染情況進(jìn)行了分析,然后,針對模型在不同對比度情況下的Picard曲線進(jìn)行了分析,根據(jù)這一準(zhǔn)則確定出模型受噪聲污染情況