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光声和热声成像系统及图像重建算法研究的中期报告
摘要：
光声和热声成像技术是一种新兴的无创成像技术，它结合了光学和声学的特性，并具有高分辨率、深度成像、实时成像等优点，在医学、生物学、材料学等领域具有广阔的应用前景。本文对光声和热声成像系统及图像重建算法进行了研究和分析。首先介绍了光声和热声成像技术的基本原理和发展历程，然后详细讨论了光声成像和热声成像的实现原理和系统构成，包括声学子系统、光学子系统和信号处理子系统等。接着针对光声和热声成像的图像重建算法进行了系统分析和比较，主要包括基于反演算法的图像重建、基于模式匹配的图像重建以及基于机器学习的图像重建等，总结了各算法的优缺点和适用范围，并对图像重建算法的研究进行了展望。
关键词：光声成像；热声成像；图像重建；反演算法；模式匹配；机器学习
Abstract：
Photoacousticandthermosonicimagingtechnologyisanewnon-invasiveimagingtechnologythatcombinesthecharacteristicsofopticsandacoustics,andhasadvantagessuchashighresolution,deepimaging,real-timeimaging,etc.Ithasbroadapplicationprospectsinmedicine,biology,materialsscienceandotherfields.Thispaperstudiesandanalyzesthephotoacousticandthermosonicimagingsystemandimagereconstructionalgorithm.Firstly,thebasicprinciplesanddevelopmenthistoryofphotoacousticandthermosonicimagingtechnologyareintroduced,andthentheimplementationprinciplesandsystemcomponentsofphotoacousticimagingandthermosonicimagingarediscussedindetail,includingtheacousticsubsystem,opticalsubsystemandsignal.Processingsubsystemandsoon.Then,asystematicanalysisandcomparisonoftheimagereconstructionalgorithmofphotoacousticandthermosonicimagingarecarriedout,includingimagereconstructionbasedoninversionalgorithm,imagereconstructionbasedonpatternmatching,andimagereconstructionbasedonmachinelearning.Theadvantages,disadvantagesandapplicationareasofeachalgorithmaresummarized,andtheresearchonimagereconstructionalgorithmisprospected.
Keywords:photoacousticimaging;thermosonicimaging;imagereconstruction;inversionalgorithm;patternmatching;machinelearning