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光声成像方法基于光声效应,采集脉冲光激发的光声信号,重构光吸收对比图像,兼具光对比度和声穿透性的优势。然而,随着成像深度的进一步提高,入射光受散射的影响加重,导致激发的光声信号较为微弱甚至无法激发光声信号,阻碍了光声成像的发展。
波前整新方法可以在一定程度上克服多重光散射,控制光在散射体中的传输。尤其迭代优化波前整形方法,简单易行且具有高鲁棒性。光调制器件是波前整形实现的核心器件,其中数字微镜装置(Digital Micromirror Device,DMD)具有高刷新速率、宽适用带宽和性能优越性价比高的突出优势。DMD是二值振幅调制器件,利用超像素方法可以实现使用DMD进行相位调制。
本文提出了一种将超像素方法和DMD相结合的光声波前整形实验方案,首次实现了使用DMD对入射光进行振幅和相位共同调制的光声波前整形。通过将超像素方法和DMD相结合,实现对入射光的振幅和相位共同调制。用小波去噪和相关检测相结合的方法,从含有噪声的初始信号中提取光声信号,作为反馈信号。使用遗传算法控制迭代优化过程。
本文首先完成了基于超像素方法和DMD相结合的光声波前整形单点聚焦实验。迭代优化光聚焦完成后,光声信号的增强因子达到了10.46,远高于纯振幅调制的理论增强因子,突显了将超像素方法和DMD相结合对入射光进行振幅和相位共同调制在调制效果上的显著优势。然后完成了基于超像素方法和DMD相结合的光声波前整形扫描成像实验。保持优化完成后的最优掩模加载在DMD上不变,移动样品进行扫描,采集光声信号获得了对比度为8.57的清晰光声图像。而优化前的光声信号则较为微弱且信噪比低,无法重构目标的光吸收对比图像。本文提出的方法为低信噪比光声信号成像开辟了新通道,有效提高了光声成像深度。
波前整新方法可以在一定程度上克服多重光散射,控制光在散射体中的传输。尤其迭代优化波前整形方法,简单易行且具有高鲁棒性。光调制器件是波前整形实现的核心器件,其中数字微镜装置(Digital Micromirror Device,DMD)具有高刷新速率、宽适用带宽和性能优越性价比高的突出优势。DMD是二值振幅调制器件,利用超像素方法可以实现使用DMD进行相位调制。
本文提出了一种将超像素方法和DMD相结合的光声波前整形实验方案,首次实现了使用DMD对入射光进行振幅和相位共同调制的光声波前整形。通过将超像素方法和DMD相结合,实现对入射光的振幅和相位共同调制。用小波去噪和相关检测相结合的方法,从含有噪声的初始信号中提取光声信号,作为反馈信号。使用遗传算法控制迭代优化过程。
本文首先完成了基于超像素方法和DMD相结合的光声波前整形单点聚焦实验。迭代优化光聚焦完成后,光声信号的增强因子达到了10.46,远高于纯振幅调制的理论增强因子,突显了将超像素方法和DMD相结合对入射光进行振幅和相位共同调制在调制效果上的显著优势。然后完成了基于超像素方法和DMD相结合的光声波前整形扫描成像实验。保持优化完成后的最优掩模加载在DMD上不变,移动样品进行扫描,采集光声信号获得了对比度为8.57的清晰光声图像。而优化前的光声信号则较为微弱且信噪比低,无法重构目标的光吸收对比图像。本文提出的方法为低信噪比光声信号成像开辟了新通道,有效提高了光声成像深度。