● 摘要
超声检测信号，特别是医学超声成像的宽频窄脉冲信号，射频回波信号的采样频率要求高。被检测介质、生物组织声学特征的测量和估计，如声背向散射系数﹑声衰减﹑声学非线性参数等参数，需要超声回波的射频信号。对于能够反映更多的人体组织内部超声射频信号来讲，传统的超声医学超声成像需要采样频率高，存储的数据量大，且成像效率低，耗时。
2004年Tao和Donoho提出的压缩感知理论，将信号从高维变换到低维空间，进行压缩采样和重构，突破了传统香农-奈科斯特采样定理的限制。2011年Jakob Heide Jørgensen将压缩感知技术应用在CT图像的重构中，通过最小化的像素点来降低X-射线的剂量。本文将该技术应用到超声医学成像射频信号的检测与存储技术中，使信息采集和存储效率的大大提升，降低信号采集成本，利于超声射频信号的在线与离线处理。
本文论文主要从以下几个方面进行研究工作：
(1)基于压缩感知理论，探讨压缩采样技术在超声图像重构特性的适用性，研究时域和变换域内超声图像的稀疏度。在时域和变换域内分别对硬币超声图像和肾脏模拟超声图像进行分析，研究超声图像的稀疏特性。
(2)在离散余弦变换(DCT)变换域中利用不同的采样方式对超声硬币图像和肾脏模拟超声图像进行压缩采样，通过求解范数重构原始图像，对比三组不同实验探讨各种算法的优缺点。
(3)研究超声图像的压缩采样数据，及其正交匹配追踪算法(OMP)重构算法在超声图像重构过程中的特性。分别通过硬币超声图像和肾脏模拟超声图像的压缩采样数据进行重构，对重构图像进行客观和主观评价。
经过研究，本文得出以下结论：
(1)通过对硬币超声图像和肾脏模拟超声图像的研究表明，时域内超声图像并不是稀疏的，但是经过DCT变换之后，超声图像在DCT变换域内实现了稀疏化。
(2)实验验证了基于OMP算法的压缩感知技术可以应用在超声图像的重构中，测量值的选择影响着重构图像的质量和重构时间，且随着测量值的增加重构图像的质量越来越好，但重构时间也越来越长。
(3)通过对选取不同DCT系数进行压缩感知技术重构特性的研究表明，部分DCT系数的选取有助于提升超声图像重构特性，并且可以大大地减少超声图像采样过程中数据量。随着DCT系数选取增多，超声图像重构质量特性越来越好，但重构过程中所需时间也增加了。
实验表明，超声图像在时域内不是稀疏的，可以通过某种变换成为稀疏信号。压缩感知技术可以应用到医学超声图像的重构中，大大地减少传统超声图像处理过程中繁重的数据量。目前该技术可以继续在该领域加强研究，使技术在临床医学超声中得到推广和应用。