超声断层成像具有超声非侵入、无辐射、实时性好和低成本的优点,以断层成像的方式进行扫描,在乳腺癌等疾病的早期诊断方面具有广泛的应用前景。本文围绕超声断层重建方法开展研究工作。本文首先进行了超声断层成像的仿真计算。根据超声断层成像的原理,建立了反映声速场和密度场特性的脂肪、软组织以及肿瘤等组织的模型。按照超声断层成像的工作方式,针对该组织模型模拟了超声换能器发送与接收到的超声信号,并根据图像重建中不同参数的特点进行了初步的数据处理。其次,对超声断层成像的重建算法进行了对比分析。文中在介绍了滤波反投影和代数迭代重建两种透射重建算法,以及经典反射断层成像和椭圆反投影两种反射重建算法的基础上,对这些算法进行了分析和比较。利用仿真数据进行的重建实验结果验证了分析结论。针对透射迭代算法重建速度慢的问题,实现了基于图形处理器(GPU)的重建算法加速。最后,采用基于非子采样Contourlet变换的融合算法对透射重建图像和反射重建图像进行了融合。透射重建图像能够较好地反映组织内部的声场特征,反射重建图像则具有良好的组织边界信息。使用K均值聚类算法对反射重建图像进行分割,获得相应的组织边界区域,再使用非子采样Contourlet变换对透射图像和反射图像进行多尺度分解,在低通子带中采用反射重建图像的组织边界区域替代透射图像的相应区域进行融合。该融合方法的结果与几种常用融合算法的结果,采用多个客观评价指标进行了评价,结果表明该方法优于其他算法。