混凝土超聲波層析成像方法的基礎研究

混凝土超聲波層析成像無損檢測技術，能以圖像的方式精確完整地反映層析面上混凝土內部質量，較傳統(tǒng)方法有明顯優(yōu)勢；但由于其自身的技術難點，尚處于理論研究和工程應用的初步階段。本項目將從超聲接收波的全局信息分解、穩(wěn)健型反演策略與自適應反演算法、波速-衰減聯(lián)合反演與少數(shù)據(jù)反演、工程應用等方面對混凝土超聲波層析成像方法進行較為系統(tǒng)的基礎性試驗研究和理論分析，重點解決現(xiàn)有成像方法的反演結果難以真實有效地反映混凝土結構材料內部實際情況的不足，其成果將在混凝土結構材料質量控制、既有結構性能評價與修復以及結構健康診斷、結構可靠性評估等領域具有廣泛的應用前景。 2100433B

光學相干層析成像技術（OCT）作為一種新型的無損、高分辨的光學斷層三維成像方法，在生物、醫(yī)學、材料等許多領域中具有非常重要的的應用，是光學影像領域的研究熱點。因為三維、實時成像涉及海量數(shù)據(jù)的采集及處理，提高成像速度的方法因而成為目前這一領域的眾所關注的重要研究內容。. 本項目提出一種革命性的高速光計算方法，徹底突破傳統(tǒng)成像技術的框架，通過光學方法直接進行成像信息的大數(shù)據(jù)計算和處理，可數(shù)量級地縮短處理數(shù)據(jù)的時間，快速完成包含樣品三維結構信息的海量數(shù)據(jù)的處理，實現(xiàn)無需后期數(shù)據(jù)處理的實時三維體成像。我們所提出的高時效光學計算技術將首次應用于光學相干成像系統(tǒng)中，可從原理上徹底擺脫了傳統(tǒng)方法受CCD積分時間和計算機運算速度對成像速度的制約，為實現(xiàn)OCT的實時三維高速成像提供了一條全新的道路，有望推動OCT繼第一代時域成像、第二代頻域成像，升級為以光計算為標志的第三代成像。

光學相干層析成像技術（OCT）作為一種新型的無損、高分辨的光學斷層三維成像方法，在生物、醫(yī)學、材料等許多領域中具有非常重要的的應用，是光學影像領域的研究熱點。因為三維、實時成像涉及海量數(shù)據(jù)的采集及處理，提高成像速度的方法因而成為目前這一領域的眾所關注的重要研究內容。本課題在基金的支持下，提出了一種基于全光的高速計算方法，徹底突破了傳統(tǒng)成像技術的框架，通過光學方法直接進行成像信息的大數(shù)據(jù)計算和處理，因而實現(xiàn)了數(shù)量級地縮短處理數(shù)據(jù)的時間，快速完成包含樣品三維結構信息的海量數(shù)據(jù)的處理，無需后期再數(shù)據(jù)處理的實時三維體成像。我們所提出的高時效光學計算技術首次應用于光學相干成像系統(tǒng)中，從原理上徹底擺脫了傳統(tǒng)方法受CCD積分時間和計算機運算速度對成像速度的制約，為實現(xiàn)OCT的實時三維高速成像提供了一條全新的方法。目前我們已經(jīng)實現(xiàn)了實驗上10mega-A-scan/s處理速率，是迄今OCT無后處理的實時成像最高速度。我們的這種基于光纖的全光配置光學計算系統(tǒng)所構建的超高速體成像OCT成像方法，將在臨床手術導引和監(jiān)測方面發(fā)揮重要作用。

《超聲成像檢測方法的研究與實現(xiàn)》系統(tǒng)介紹了超聲檢測的基本概念、成像原理、成像方法以及有關研究的新成果?！冻暢上駲z測方法的研究與實現(xiàn)》共分為7章，主要內容包括C掃描成像、透射層析成像、散射層析成像和反演圖像的處理等四部分。第一部分主要研究C掃描成像顯示方法，并對超聲C掃描成像檢測系統(tǒng)進行了設計；第二部分主要研究幾何聲學理論，實現(xiàn)基于射線理論的層析重建；第三部分主要研究波動聲學理論，通過建立散射場的代數(shù)描述，轉換為不適定問題的求解，進而實現(xiàn)層析重建；第四部分是對超聲反演圖像的處理部分，主要完成圖像的降噪與分割處理。

《超聲成像檢測方法的研究與實現(xiàn)》可作為普通高等院校信息類等相關專業(yè)本科生或研究生教材，也可作為相關科研與工程技術人員的參考書。