[发明专利]基于全矩阵滤波和时间反转算子的优化型光声断层成像的图像重构方法

摘要

本发明公开了一种基于全矩阵滤波和时间反转算子的光声断层成像的图像重构方法，首先，根据超声换能器阵列接收到的光声信号构建信息矩阵，信息矩阵中既包括含有直达波的信息，又包含有造成干扰的散射波的信息；然后，根据直达波部分所特有的逆对角线性质，通过矩阵45°旋转、矩阵滤波、矩阵45°逆向旋转还原等操作，可以滤除信息矩阵中的散射波成分；最后，利用时间反转算子，可以从滤波后的信息矩阵中获得光吸收体所发射声波强度的空间分布图像。本发明提出的方法能够有效地滤除散射波的干扰，同时完整地保留了有效探测信息，从而有效地提高散射媒质内及散射媒质后光声图像重构准确性，具有较高的易用性和广泛的适用性。

主权项

1.一种基于全矩阵滤波和时间反转算子的光声断层成像的图像重构方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：使用脉冲激光照射被成像样品，样品中的光吸收体吸收脉冲激光的能量后，由于光声效应而向周围媒质辐射超声波；步骤2：利用超声换能器阵列接收样品辐射出的超声波信号，所述超声换能器阵列具有N个沿x轴方向直线排布的换能器单元，相邻两个换能器单元的中心间距为w，第n个换能器单元的横向坐标为：步骤3：对接收到的超声波信号进行包括时间选通、短时傅里叶变换在内的操作，构造大小为N×N的信息矩阵K；步骤4：对信息矩阵K顺序进行包括45°逆时针旋转、补零、滤波、45°顺时针旋转还原在内的操作，滤除散射波成分，保留直达波成分；步骤5：对滤波后的信息矩阵进行奇异值分解，对最大的M个奇异值所对应的特征向量应用时间反转算子，获得对应深度的光声图像；步骤6：根据均匀媒质中的声传递函数，求得修正参数，降低由于有限视角超声信号探测导致的包括图像畸变、虚假对比度在内的图像缺陷；步骤7：改变时间选通区域，重复步骤3～6，获得不同深度的光声成像，最终获得整个区域的光声图像。