[发明专利]一种抑制伪影的光声图像重建方法

说明书

本发明公开了一种抑制伪影的光声图像重建方法，包括：获取系统的相关参数；选取合适的像素尺寸，将成像区域分割成多个像素；对每个像素遍历，按照时序顺序计算多重的延时求和，恢复出信号的波形；对每个像素点恢复出的信号计算信号包络，进行信号抑制，抑制信号中的伪影信号，保留真实信号；将抑制信号中的真实信号值作为图像中该像素的灰度值，保存在图片中，最终完成图像的重建。

技术领域

本发明属于光学、声学、生物医学、信号处理及图像处理领域，尤其涉及一种抑制伪影的光声图像重建方法。

背景技术

在医学、军事、物质监测等多种领域需要进行非破坏性的图像重建方式。其中光声成像作为一种新型的成像方式，反映出了成像区域内物质的光吸收分布。目前主流的实时光声成像方法是一种基本的延时求和方法，具有简单、快速的特点。但是延时求和方法会在图片中带来明显的伪影，影响图片的质量，因而在保持方法实时性的同时，减少重建方法中的伪影至关重要。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是通过基于时序的多重延时求和的方法来去除光声图像中的伪影。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种抑制伪影的光声图像重建方法，包括如下步骤：

步骤1，获取光声系统的所用声信号接收传感器采样频率，单元个数，每个传感器单元实际物理位置，对成像区域采集光声信号；

步骤2，选取重建图像的像素尺寸，按所选尺寸将成像区域分割成多个像素；

步骤3，对像素逐个按照时序顺序计算多重的延时求和，恢复出该像素信号的波形，并计算信号包络；

步骤4，对每个像素点恢复出的信号包络，进行信号抑制，抑制信号中的伪影信号，保留真实信号；

步骤5，将抑制信号中的真实信号值作为图像中该像素的灰度值，保存在图片中，最终完成图像的重建。

本发明中，步骤1中，获取系统的相关参数包括传感器的采样频率f_s，传感器单元的个数N，每个传感器单元的实际物理位置为获取传感器参数后，控制激光照射成像区域，并利用传感器，采集t时刻时每个传感器单元的信号

本发明中，步骤2中，选取的像素尺寸为Δr，该尺寸决定了最终重建图像的图像质量和图像分辨率，可以人为选择和调整，按照选取的像素尺寸将成像区域分割成相应的多个像素块，共计M个像素，每个像素的实际物理位置为

本发明中，步骤3中，对每个像素，恢复出该像素的波束信号：对第m，m＝1，2，3，...，M个像素，首先计算该像素点与每个传感器单元的距离根据距离计算出声音从该像素的位置传播到每个传感器单元的延时其中c₀是声速；利用算得的延时找到在传感器单元对应的信号，并恢复出该像素点的波束形成信号恢复出信号后，利用希尔伯特变换提取信号包络其中t表示信号采集的时间。

本发明中，步骤4中，抑制信号中的伪影成分：首先定位出该像素点对应的信号包络的最大值选取合适的抑制系数k，抑制系数k用来控制信号抑制的强度，计算抑制后的信号

本发明中，步骤5中，选取零时刻的抑制信号的真实信号值作为图像中该像素的灰度值，存入图像中；对每个像素点计算抑制后的信号最终完成图像的重建。

本发明中，无需多余的信号采集，仅需激光照射成像区域，同时传感器采集产生的光声信号，即可进行重建图像。

本发明中，延时的计算仅需要传感器单元的位置，对传感器的形状和单元的分布无特殊要求。

本发明中，需要选取合适的抑制系数k来抑制噪声和伪影信号，抑制系数k用来控制抑制程度，k越大，对噪声和伪影的抑制效果越强。

本发明中，计算仅涉及基本运算和快速傅里叶变换，同时各像素计算相互独立，具有极高的可并行化，适用于实时成像。