断层摄影成像系统、断层摄影成像方法和存储介质.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113454686A(43)申请公布日2021.09.28(21)申请号201980092685.8(74)专利代理机构北京三友知识产权代理有限(22)申请日2019.10.11公司11127代理人刘久亮黄纶伟(30)优先权数据16/285,3442019.02.26US(51)Int.Cl.G06T11/00(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日2021.08.20(86)PCT国际申请的申请数据PCT/JP2019/0412352019.10.11(87)PCT国际申请的公布数据WO2020/174743EN2020.09.03(71)申请人三菱电机株式会社地址日本东京都(72)发明人H·曼苏尔A·卡杜P·布富诺斯刘德红权利要求书3页说明书12页附图12页(54)发明名称断层摄影成像系统、断层摄影成像方法和存储介质(57)摘要一种断层摄影成像系统接收由对象的内部结构散射的波场的频率集合处的测量结果，递归地重构对象的内部结构的图像，直到满足终止条件为止，并且渲染重构图像。对于当前迭代，该系统将频率添加到先前迭代期间使用的先前频率集合以产生当前频率集合，使得添加的频率高于先前频率集合中的任何频率，并且重构对象的内部结构的当前图像，该当前图像将在当前频率集合处测量的散射波场的一部分与从当前图像合成的波场之间的差最小化。在先前迭代期间确定的先前图像初始化当前图像的重构。CN113454686ACN113454686A权利要求书1/3页1.一种断层摄影成像系统，所述断层摄影成像系统包括：输入接口，所述输入接口用于接收由对象的内部结构散射的波场的频率集合处的测量结果；处理器，所述处理器被配置为递归地重构所述对象的内部结构的图像，直到满足终止条件为止，其中，对于当前迭代，所述处理器被配置为将频率添加到先前迭代期间使用的先前频率集合以产生当前频率集合，其中，所添加的频率高于所述先前频率集合中的任何频率；以及重构所述对象的内部结构的当前图像，所述当前图像使在所述当前频率集合处测量的散射波场的一部分与从所述当前图像合成的波场之间的差最小化，其中，在所述先前迭代期间确定的先前图像使所述当前图像的重构初始化；以及输出接口，所述输出接口被配置为渲染重构图像。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述重构图像是所述对象内部的材料的折射率的图像。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述重构图像包括所述对象内部的材料的介电常数的分布。4.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括：发射器集合，每个发射器被配置为将探测脉冲发射到所述对象中，其中，每个脉冲是占据包括所述频率集合的频带的电磁波或声波；以及接收器集合，所述接收器集合被配置为在所述频率集合中的每个频率处测量所述探测脉冲传播穿过所述对象的反射和折射中的一个或组合，以产生所述波场的测量结果。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述发射器和所述接收器位于所述对象的相同侧，使得所述系统以反射模式运行。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述频率集合中的独特频率从最低频率到最高频率排序，形成有序频率集合，其中，对于每次迭代，所述处理器按照与所述当前迭代次数对应的索引将所述有序频率集合中的频率添加到所述先前频率集合，使得在第一次迭代期间仅处理最低频率，并且其中，所述终止条件是达到等于所述有序频率集合的长度的迭代次数。7.根据权利要求1所述的系统，其中，为了重构所述当前图像，所述处理器被配置为同时确定具有与在所述当前频率集合中的每个频率处的当前图像对应的结构的对象内部的散射波场的估计和所述对象的内部结构的当前图像的更新，以针对所述当前频率集合中的每个频率使重构散射波场的测量反射与合成反射之间的差的和最小化。8.根据权利要求7所述的系统，其中，为了同时确定所述对象的内部结构的当前图像和所述对象内部的散射波场的估计，所述处理器被配置为通过模拟探测脉冲和所述散射波场之间的相互作用，基于所述对象的内部结构的图像的当前估计确定所述散射波场的估计，所述散射波场是通过用所述对象内部的材料散射所述探测脉冲而产生的；确定伴随矩阵散射波场的估计，所述伴随矩阵散射波场补偿所述重构散射波场的所述测量反射与所述合成反射之间的残差；以及通过使用伴随状态方程，组合散射波场的估计、所述伴随矩阵散射波场的估计以及所2CN113454686A权利要求书2/3页述重构散射波场的所述测量反射和所述合成反射之间的残差，计算所述对象的所述内部结构的当前图像的更新。9.根据权利要求8所述的系统，其中，为了同时确定所述当前图像和所述散射波场，所述处理器被配置为形成偏微分方程PDE算子，所述PDE算子使所述PDE离散化，所述PDE描述探测脉冲、利用所述对象内部的材料散射所