反卷积方法对光声图像重建质量的影响研究

"该文探讨了换能器冲激响应反卷积在光声图像重建中的影响，通过对比分析直接反卷积与维纳反卷积两种方法在滤波反投影法和反卷积重建法下的表现，揭示了反卷积处理在不同重建算法中的作用。实验结果显示，对于滤波反投影法，反卷积的影响较小，而反卷积重建法中，维纳反卷积能显著提高图像质量，峰值信噪比提升6dB以上。" 在光声成像领域，换能器的冲激响应是影响图像重建质量的关键因素之一。光声成像是一种结合光学吸收和声学传播的成像技术，它利用光照射生物组织产生的热效应产生声波，然后由换能器接收并转换为电信号，最后通过图像重建算法生成图像。在这个过程中，换能器的冲激响应会直接影响到信号的采集和图像的质量。 反卷积是用于去除系统响应（如换能器的冲激响应）对原始信号失真的一个处理步骤。在光声图像重建时，反卷积可以恢复被换能器响应函数模糊的细节信息，从而提高图像的分辨率和清晰度。张砚等人的研究对比了两种常见的反卷积方法——直接反卷积和维纳反卷积。 滤波反投影法是一种常用的图像重建算法，其速度快且计算相对简单。在该算法下，直接反卷积和维纳反卷积对图像重建的影响较小，可能是因为滤波反投影法自身已经包含了部分去卷积的过程，因此两种反卷积方法的效果差异不大，重建图像基本一致。 然而，对于反卷积重建法，反卷积处理的重要性更为突出。维纳反卷积以其优化的频率域滤波能力，能够更有效地恢复信号的高频成分，从而显著改善图像的细节表现。在实验中，使用维纳反卷积的重建图像相比直接反卷积，其峰值信噪比提高了6dB以上，这表明维纳反卷积能提供更高的图像质量。 此外，这篇论文还提到了该研究得到了国家自然科学基金和上海市优秀学科带头人的支持，以及高等学校博士学科点专项科研基金的资助，表明了该研究的重要性和学术价值。作者张砚和汪源源分别在光声成像图像重建和生物医学信号、图像处理方面有深入的研究，他们的工作为光声成像技术的进步提供了宝贵的理论基础和实践指导。 这篇论文强调了选择适合的反卷积方法对光声图像重建质量的重要性，特别是在反卷积重建算法中，适当的反卷积策略能显著提高图像的信噪比和细节表现，对于进一步提升光声成像技术的应用潜力具有重要意义。