本文關鍵詞：基于壓縮感知的超聲成像系統(tǒng)的設計與實現

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【摘要】：鬼成像技術又叫做量子成像,是一種新型的成像方式,它的結構簡單,抗干擾能力強,分辨率比較高。鬼成像技術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上,然后對兩路的探測數據進行相關運算就可以獲得圖像。為了得到最夠清晰的圖像,需要進行多次采樣,從而導致采樣的數據量過大。將壓縮感知理論應用到鬼成像技術中,在有效的減少數據的采集量的同時還能保證圖像的成像質量。因此,鬼成像技術結合壓縮感知理論,就使得鬼成像技術分辨率高的優(yōu)點更加顯著。鑒于鬼成像技術的諸多優(yōu)點,有人把鬼成像技術的原理和壓縮感知理論應用到超聲波成像領域中,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。為了對這個理論進行實際的實現,本文對單像素相機技術、鬼成像技術、壓縮感知理論和一些聲學常識進行了一定的拓展,對基于壓縮感知的超聲成像理論做了簡要的分析,設計了一套通過對超聲波發(fā)射信號進行開關陣列調制的超聲成像系統(tǒng),由此確定了系統(tǒng)的總體架構,并對系統(tǒng)中所涉及到的一些技術和器件進行了闡述。設計中利用具有壓電效應的壓電陶瓷制作了超聲波開關調制陣列,并且由信號發(fā)生器,運算放大器,模擬開關陣列,模數轉換器,FPGA,USB3.0,單片機等構建了信號的收發(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)實現了超聲波的開關調制發(fā)射和信號的單點采集和傳輸。最后通過仿真實驗和水下實驗對系統(tǒng)的功能做了驗證。結果證明,系統(tǒng)實現了由上位機控制的超聲波的開關調制發(fā)射和超聲波信號的單點采集與數據保存。通過水下實驗,得到了相應的圖像。
【學位授予單位】：中國科學院大學(中國科學院國家空間科學中心)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP391.41;TB559

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本文編號：1300094