混凝土超声波层析成像方法的基础研究

混凝土超声波层析成像无损检测技术，能以图像的方式精确完整地反映层析面上混凝土内部质量，较传统方法有明显优势；但由于其自身的技术难点，尚处于理论研究和工程应用的初步阶段。本项目将从超声接收波的全局信息分解、稳健型反演策略与自适应反演算法、波速-衰减联合反演与少数据反演、工程应用等方面对混凝土超声波层析成像方法进行较为系统的基础性试验研究和理论分析，重点解决现有成像方法的反演结果难以真实有效地反映混凝土结构材料内部实际情况的不足，其成果将在混凝土结构材料质量控制、既有结构性能评价与修复以及结构健康诊断、结构可靠性评估等领域具有广泛的应用前景。 2100433B

光学相干层析成像技术（OCT）作为一种新型的无损、高分辨的光学断层三维成像方法，在生物、医学、材料等许多领域中具有非常重要的的应用，是光学影像领域的研究热点。因为三维、实时成像涉及海量数据的采集及处理，提高成像速度的方法因而成为目前这一领域的众所关注的重要研究内容。. 本项目提出一种革命性的高速光计算方法，彻底突破传统成像技术的框架，通过光学方法直接进行成像信息的大数据计算和处理，可数量级地缩短处理数据的时间，快速完成包含样品三维结构信息的海量数据的处理，实现无需后期数据处理的实时三维体成像。我们所提出的高时效光学计算技术将首次应用于光学相干成像系统中，可从原理上彻底摆脱了传统方法受CCD积分时间和计算机运算速度对成像速度的制约，为实现OCT的实时三维高速成像提供了一条全新的道路，有望推动OCT继第一代时域成像、第二代频域成像，升级为以光计算为标志的第三代成像。

光学相干层析成像技术（OCT）作为一种新型的无损、高分辨的光学断层三维成像方法，在生物、医学、材料等许多领域中具有非常重要的的应用，是光学影像领域的研究热点。因为三维、实时成像涉及海量数据的采集及处理，提高成像速度的方法因而成为目前这一领域的众所关注的重要研究内容。本课题在基金的支持下，提出了一种基于全光的高速计算方法，彻底突破了传统成像技术的框架，通过光学方法直接进行成像信息的大数据计算和处理，因而实现了数量级地缩短处理数据的时间，快速完成包含样品三维结构信息的海量数据的处理，无需后期再数据处理的实时三维体成像。我们所提出的高时效光学计算技术首次应用于光学相干成像系统中，从原理上彻底摆脱了传统方法受CCD积分时间和计算机运算速度对成像速度的制约，为实现OCT的实时三维高速成像提供了一条全新的方法。目前我们已经实现了实验上10mega-A-scan/s处理速率，是迄今OCT无后处理的实时成像最高速度。我们的这种基于光纤的全光配置光学计算系统所构建的超高速体成像OCT成像方法，将在临床手术导引和监测方面发挥重要作用。

《超声成像检测方法的研究与实现》系统介绍了超声检测的基本概念、成像原理、成像方法以及有关研究的新成果。《超声成像检测方法的研究与实现》共分为7章，主要内容包括C扫描成像、透射层析成像、散射层析成像和反演图像的处理等四部分。第一部分主要研究C扫描成像显示方法，并对超声C扫描成像检测系统进行了设计；第二部分主要研究几何声学理论，实现基于射线理论的层析重建；第三部分主要研究波动声学理论，通过建立散射场的代数描述，转换为不适定问题的求解，进而实现层析重建；第四部分是对超声反演图像的处理部分，主要完成图像的降噪与分割处理。

《超声成像检测方法的研究与实现》可作为普通高等院校信息类等相关专业本科生或研究生教材，也可作为相关科研与工程技术人员的参考书。