幾種漫射光學成像圖像重建算法的比較研究

趙一博　韓妙飛　閆相國

摘要：針對漫射光學成像（DOT）選擇不同的逆問題求解算法將直接影響成像質量的問題，對4種常用重建算法的重建效果進行了比較研究，采用雙異質模型，利用Rytov方法對擴散近似方程進行近似，假設散射系數是已知常量，重點關注吸收系數圖像的重建．通過使用Tikhonov正則化、截斷奇異值分解（TSVD）、代數重建算法（ART）和同時迭代重建技術（SIRT）4種常用重建算法，對不同條件下的雙異質圖像的逆問題進行求解，研究不同算法重建后圖像的空間分辨率、抗噪聲能力和成像速度．研究結果表明：低噪聲條件下，Tikhonov正則化算法重建圖像的空間分辨率最好；當信噪比小于20dB時，TSVD算法具有最佳的抗噪聲性能；當源一探測器結構不變，成像的感興趣區域的尺寸和體素劃分固定時，Tikhonov正則化算法的速度最快．總體上講，子空間技術優于代數重建技術，研究結果對不同成像條件下選擇合適的重建算法具有一定的指導意義。

關鍵詞：漫射光學成像；逆問題；重建技術