文档介绍：摘要基于超声衍射的层析成像技术,特别是反射型衍射层析成像技术对研究水中目标特性具有重要的作用。探索反射声学技术,研究目标回波特性的重建图像方法对于解决潜艇隐身和主动声纳设计等问题具有重要的现实意义和军事意义。本论文的研究目的是在计算复杂度相当的前提下寻求一种更为准确的反射型超声衍射图像重建算法。研究内容主要包括两部分:一是针对反射型超声衍射,以非均匀分布的频率点为参考基准建立正则化迭代重建算法;二是对正则化参数的研究,研究正则化参数的选择对迭代重建算法的影响。在反射型超声衍射的正则化迭代重建算法的研究中,以傅立叶衍射投影定理作为理论基础,结合非均匀傅立叶变换和迭代算法,用正则化方法处理迭代的收敛问题,建立了反射型超声衍射的图像迭代重建算法。算法中,将假设目标的频域数据和实验得到测量值的频域值直接在频域中的非均匀频率点上比较,避免了频域内插引入的误差,而且算法也减少了采样数据量,降低了运算的复杂度。实验中,以时域有限差分算法的计算结果作为测量数据的模拟,对建立的图像重建算法进行了实验仿真。实验结果表明,在迭代次数不多的情况下,重建的图像可以达到较好的效果。在正则化参数的研究中,研究了在正则化迭代算法、截断奇异值分解正则化算法和截断完全最小二乘正则化算法中,正则化参数的选择对重建图像的影响。通过对实验结果进行分析比较,选取恰当的正则化迭代参数,可以使算法在较少的存储量和计算量的情况下得到较好的重建目标图像。与传统的频域内插算法相比较的结果表明,频域内插算法简单但是精度较低,特别在投影数据较少的情况下,重建效果较差,相同情况下利用正则化迭代算法得到的重建图像比频域内插算法效果好。关键词:超声衍射层析成像;图像重建;非均匀傅立叶变换:正则化迭代4笱胧垦宦畚水中目标衍射成像技术砌
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签名:型导师签名:之翌圣原创性声明本论文使用授权说明日期:兰阩海海本人声明:所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人己发表或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑本人完全了解上海大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留论文及送交论文复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容。水中目标衍射成像技术研究
第一章绪论课题研究背景海洋声学层析成像技术,最早是在年由著名的海洋物理学家本章提要:夺课题研究背景夺发展历史和研究现况夺超声成像方法简述夺本文的研究内容及安排水中同标回波特性的研究一直是水声理论和工程的重要课题,近年来对水中目标的回声和散射特性展开了大量研究,在理论方法、数值方法和实验方法中都取得了很多成果。应用积分方程等理论方法计算目标散射声场,可给出某些规则形状目标散射声场的解析解,对于目标特性研究能给出具有指导性的结论。和甒岢鯷。类似于医学湎卟阄龀上窦际狢,根据穿越海洋中感兴趣区域的大量声波的传播时间,可重建该区域内的声速等声学参数分布,从而提供有关温度、洋流和其它水文状况的重要资料。从八卜年代丌始,美国、法国、苏联砺匏等十几个海洋国家在这一领域展开了大规模的研究和国际合作,同时中国也进行了相应的研究工作【。传统是基于浠坏耐干湫虲枰T诒还鄄斓那蛄讲喾胖檬发探头,提出的海洋声学断层成像技术也属于这一类。因为透射型衍射要求收发换能器置于目标两侧,这样的测量布局对实际操作应用设置了障碍,因此,后来又发展起来的几种技术突破了在目标两侧设置探头的限制,其中基于反射信号检测的反射型玫搅丝焖俜⒄埂Q芯空咛岢龅姆瓷湫脱苌洳阄龀上技术,是发射器和接收器位于被测目标同侧的衍射层析成像录际酢3阄龀上海大学硕士学位论文水中甘标衍射成像技术研究一】.
发展历史和研究现况海洋勘探嘲、大气研究⒌卣鹪け、森林保护【俊⒐谰垄琛⒐ひ滴匏鸺像的研究工作目前仍在蓬勃发展,在超声成像学中是一个前沿研究领域。探索反射型超声衍射层析成像技术简称“反射”芯克心勘昊夭ㄌ匦缘目墒踊夹紊Ъ扑惴椒ǎ杂解决潜艇隐身等问题也具有重要的现实意义和军事应用前景。应用射线型技术的一个基本前提条件是信号源波长比探测对象的特征尺度小得多,只有满足了条件才可以使用射线模型和浠弧H欢谛矶嗌学层析成像的应用中,这一条件并不满足,我们所关心的水下军用目标探测即为一例。对于这种情况必须用波动声学取代射线声学,由此出现了相应的基于苌渫队岸ɡ的衍射薄S捎谏ǖ牟动性提供了频率这一新变量,因此可以通过改变声波的频