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基于声衍射的层析成像术，特别是反射型衍射层析成像术是研究水中目标特性的一种极有发展前途的前沿技术。探索反射声学CT技术，研究目标回波特性的可视化图形学计算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应用前景。在对少投影数据下重构问题进行实验研究的基础上，本文主要研究方向是针对水下目标可视化的反射型超声衍射CT的图像重构技术。该课题是国防科技重点实验室项目“基于反射CT的水中目标回波特性的可视化图形声学计算方法研究”(00JS22.1.1QT0601)中的组成部分。
作者通过研究和开发所取得的主要成果包括如下几方面：不完整投影数据重构问题的实验研究。针对透射型超声衍射CT和反射型超声衍射CT(RMDT)，分别探讨了各种不同原因造成的投影数据的不完整情况，对每一种病态条件下的图像重构问题进行了具体的实验研究，得出了一些有用的结论。另外，也对最小投影角度重构问题进行了研究分析。这些结果有力地说明在病态条件仍有可能下进行不完全数据的图像重建，以不同的重构质量满足实际需要，从而为衍射CT图像重构的算法研究提供了有价值的参考。
RMDT图像重构的算法研究。针对反射型超声衍射CT，提出了一种基于非均匀快速傅立叶变换(NUFFT)的迭代图像重构算法。此方法利用反向散射场数据，将图像重构问题定义为一个2D非均匀Fourier反变换问题。由于直接的非均匀Fourier反变换不易实现，所以采用基于min-max优化准则的非均匀快速Fourier正变换，通过迭代方法实现非均匀Fourier逆变换的快速有效计算。为了减少迭代次数加快收敛速度，首先用频率域插值方法得到重构图像的初值，然后根据min-max准则，每经过一次迭代得到重构图像的一个更新版本，重复多次迭代直至得到可接受的重构结果。与传统经典算法相比，这种算法具有计算复杂度较低，重构精度较高的特点。
针对RMDT技术用于水下目标可视化时，待检测的对象多是椭球体的情况，利用有效的椭圆检测技术进行重构图像的后处理。利用基于改进的随机Hough变换的椭圆检测技术，进行RMDT重构图像的后处理增强有着非常现实的重要意义。从实验结果中可看到，这种图像后处理技术对噪声有很好的鲁棒性，RMDT重构图像中的椭圆目标均被有效地增强。