本文關(guān)鍵詞：基于振鏡掃描光聲成像系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 光聲成像系統(tǒng) 振鏡 FPGA 數(shù)據(jù)采集 信號調(diào)理 圖像處理

【摘要】：光聲成像是根據(jù)不同生物組織對特定波長的激光具有差別較大的光學(xué)吸收系數(shù)進(jìn)而輻射不同強(qiáng)度超聲波(光聲信號)。光聲信號體現(xiàn)的是生物組織的光學(xué)吸收分布特性,而這種光學(xué)吸收分布特性與生物組織的生理結(jié)構(gòu)特性有緊密的聯(lián)系,不同結(jié)構(gòu)的生物組織對光的吸收具有差異性,因而通過探測光聲信號并在后期進(jìn)行圖像重建便可了解生物組織的生理信息,從而為醫(yī)療工作者提供生物組織內(nèi)部的生理狀態(tài)、代謝情況和病變特征等有效信息。本文的主要研究內(nèi)容是在現(xiàn)有實驗室單元掃描光聲成像系統(tǒng)基礎(chǔ)上設(shè)計與實現(xiàn)基于振鏡掃描光聲成像系統(tǒng)。文章首先介紹了構(gòu)建的掃描光聲成像系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu),主要包含振鏡、信號調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡與FPGA等,并闡述了FPGA在系統(tǒng)中的作用。其次通過FPGA控制振鏡周期性偏轉(zhuǎn),采用TLC7226芯片實現(xiàn)硬件電路部分,軟件設(shè)計時要配合激光出光同步進(jìn)行。接著基于VC開發(fā)數(shù)據(jù)采集卡,使其按實驗需求對光聲信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,同時FPGA也要控制數(shù)據(jù)采集卡配合觸發(fā)激光,并進(jìn)行了模擬樣品實驗驗證了采集卡的采集功能。然后就光聲信號調(diào)理電路的時序部分進(jìn)行了設(shè)計,通過FPGA控制使電路的增益能按照不同的需求穩(wěn)定變化,并同時要配合激光出光,在不同增益條件下進(jìn)行了所搭建的振鏡掃描系統(tǒng)實驗。最后FPGA對光聲信號數(shù)據(jù)進(jìn)行了預(yù)處理、小波變換與希爾伯特變換等重現(xiàn)出光聲信號圖像,通過FPGA進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到的還原圖像與matlab處理重建的圖像基本一致。考慮到最終是要實現(xiàn)基于FPGA的一體化光聲成像系統(tǒng),本文已實現(xiàn)FPGA控制激光出光、振鏡偏轉(zhuǎn)、信號調(diào)理、數(shù)據(jù)采集與圖像處理。
【關(guān)鍵詞】：光聲成像系統(tǒng) 振鏡 FPGA 數(shù)據(jù)采集 信號調(diào)理 圖像處理
【學(xué)位授予單位】：福建師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH74;TN791
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 緒論7-17
• 第一節(jié) 研究背景與意義7-9
• 第二節(jié) 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 第三節(jié) 本文的主要工作14-17
• 第一章 系統(tǒng)設(shè)計與搭建17-21
• 第一節(jié) 系統(tǒng)構(gòu)建概述17-19
• 第二節(jié) FPGA在系統(tǒng)中的作用19-20
• 第三節(jié) 本章小結(jié)20-21
• 第二章 振鏡驅(qū)動與激光觸發(fā)21-29
• 第一節(jié) 振鏡驅(qū)動原理21-23
• 第二節(jié) 硬件與軟件設(shè)計23-26
• 第三節(jié) 激光同步觸發(fā)26-28
• 第四節(jié) 本章小結(jié)28-29
• 第三章 數(shù)據(jù)采集實現(xiàn)29-41
• 第一節(jié) 數(shù)據(jù)采集卡介紹29-33
• 第二節(jié) 基于VC對數(shù)據(jù)采集卡開發(fā)33-37
• 第三節(jié) 數(shù)據(jù)采集卡功能實現(xiàn)37-39
• 第四節(jié) 本章小結(jié)39-41
• 第四章 信號調(diào)理電路增益控制及系統(tǒng)實驗41-51
• 第一節(jié) 信號調(diào)理電路介紹41-42
• 第二節(jié) 信號調(diào)理電路增益控制42-47
• 第三節(jié) 振鏡掃描系統(tǒng)實驗47-50
• 第四節(jié) 本章小結(jié)50-51
• 第五章 FPGA圖像重現(xiàn)51-81
• 第一節(jié) 圖像處理技術(shù)背景51-53
• 第二節(jié) 算法實現(xiàn)原理53-58
• 第三節(jié) 基于FPGA實現(xiàn)圖像重現(xiàn)58-80
• 第四節(jié) 本章小結(jié)80-81
• 總結(jié)與展望81-83
• 參考文獻(xiàn)83-89
• 攻讀學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果89-91
• 致謝91-93
• 個人簡歷93-97

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