本文關(guān)鍵詞：基于壓縮感知的超聲成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：鬼成像技術(shù)又叫做量子成像,是一種新型的成像方式,它的結(jié)構(gòu)簡單,抗干擾能力強(qiáng),分辨率比較高。鬼成像技術(shù)的一般原理是將同一個光源發(fā)射的光分成兩束光,一路照射到目標(biāo)物體后被一個沒有空間分辨率的探測器接收;另一路直接照射到高分辨率相機(jī)上,然后對兩路的探測數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算就可以獲得圖像。為了得到最夠清晰的圖像,需要進(jìn)行多次采樣,從而導(dǎo)致采樣的數(shù)據(jù)量過大。將壓縮感知理論應(yīng)用到鬼成像技術(shù)中,在有效的減少數(shù)據(jù)的采集量的同時還能保證圖像的成像質(zhì)量。因此,鬼成像技術(shù)結(jié)合壓縮感知理論,就使得鬼成像技術(shù)分辨率高的優(yōu)點(diǎn)更加顯著。鑒于鬼成像技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn),有人把鬼成像技術(shù)的原理和壓縮感知理論應(yīng)用到超聲波成像領(lǐng)域中,提出了基于壓縮感知的超聲波成像理論,并對該理論做了一些證明和仿真,取得了不錯的效果。為了對這個理論進(jìn)行實(shí)際的實(shí)現(xiàn),本文對單像素相機(jī)技術(shù)、鬼成像技術(shù)、壓縮感知理論和一些聲學(xué)常識進(jìn)行了一定的拓展,對基于壓縮感知的超聲成像理論做了簡要的分析,設(shè)計(jì)了一套通過對超聲波發(fā)射信號進(jìn)行開關(guān)陣列調(diào)制的超聲成像系統(tǒng),由此確定了系統(tǒng)的總體架構(gòu),并對系統(tǒng)中所涉及到的一些技術(shù)和器件進(jìn)行了闡述。設(shè)計(jì)中利用具有壓電效應(yīng)的壓電陶瓷制作了超聲波開關(guān)調(diào)制陣列,并且由信號發(fā)生器,運(yùn)算放大器,模擬開關(guān)陣列,模數(shù)轉(zhuǎn)換器,FPGA,USB3.0,單片機(jī)等構(gòu)建了信號的收發(fā)電路,從而形成了一套基于壓電陶瓷的超聲成像系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超聲波的開關(guān)調(diào)制發(fā)射和信號的單點(diǎn)采集和傳輸。最后通過仿真實(shí)驗(yàn)和水下實(shí)驗(yàn)對系統(tǒng)的功能做了驗(yàn)證。結(jié)果證明,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了由上位機(jī)控制的超聲波的開關(guān)調(diào)制發(fā)射和超聲波信號的單點(diǎn)采集與數(shù)據(jù)保存。通過水下實(shí)驗(yàn),得到了相應(yīng)的圖像。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP391.41;TB559

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本文編號：1300094