層狀介質(zhì)中波的傳播特性及超聲彈性波成像分析.pdf

1、本文主要從基礎(chǔ)理論和實驗兩方面對彈性波和電磁波在周期介質(zhì)中的傳播,以及超聲成像進(jìn)行了研究?；A(chǔ)理論研究包含了彈性波同聲子晶體相互作用、電磁波同光子晶體相互作用以及聲子晶體和光子晶體之間的聯(lián)系等;實驗研究主要包含了超聲逆散射成像分析,其中包括正則參數(shù)選擇、圖像降噪、超聲心動圖的光流法斑點跟蹤等。主要內(nèi)容和創(chuàng)新點有:
　　①指出了彈性波同生物體相互作用可以視為彈性波同層狀介質(zhì)相互作用。一般的層狀介質(zhì)有周期介質(zhì)和非周期介質(zhì),包括多層膜和

2、人體組織等。典型的周期介質(zhì)有聲子晶體、光子晶體。多層膜是常見的層狀介質(zhì)之一,而人體組織則是最復(fù)雜的層狀介質(zhì)。
　?、诟鶕?jù)聲子晶體的研究發(fā)現(xiàn),改變薄膜厚度和周期就可以改變材料的機(jī)械性能或光電性質(zhì)。指出了由于病變等原因,生物組織的膜厚和周期會發(fā)生變化,而這種變化可能對病理分析提供有益的啟示。
　?、壑赋隽寺曌油镔|(zhì)相互作用可以等效為光子在不同聲阻抗形成的“勢場”中運(yùn)動,當(dāng)聲子在周期聲阻抗變化的“勢場”中運(yùn)動時頻率會分裂成帶。討論

3、了彈性波與聲子晶體相互作用的一般問題,比如,研究方法、帶隙形成機(jī)制、缺陷態(tài)及其應(yīng)用等;然后,對一維聲子晶體傳播特性進(jìn)行了分析,特別是利用轉(zhuǎn)移矩陣方法對系統(tǒng)的穩(wěn)定性及帶結(jié)構(gòu)進(jìn)行了討論。同樣,電磁波(光子)同光子晶體相互作用時也具有相同的性質(zhì)。
　　④把波動方程簡化為一個標(biāo)準(zhǔn)的Mathieu方程,采用攝動法對Mathieu標(biāo)準(zhǔn)的方程求近似解。獲得了電磁波在特定聲子晶體中的傳播的一、二階不穩(wěn)定區(qū)(禁帶)的寬度。
　?、輳膹椥圆ê碗?/p>

4、磁波的物理性質(zhì)出發(fā),討論了聲子晶體和光子晶體之間的聯(lián)系。指出了可用聲學(xué)方法構(gòu)造一個密度呈周期變化的聲子晶體,當(dāng)一束電磁波同它相互作用時,聲子晶體就轉(zhuǎn)變?yōu)楣庾泳w。
　?、迯椥圆ㄅc物質(zhì)相互作用可用Helmholtz方程來描寫。齊次和非齊次Helmholtz方程描述了彈性波在均勻和非均勻介質(zhì)中的傳播行為。利用正則化方法把病態(tài)問題化為良態(tài)問題;指出了正則化方法的核心問題之一是如何確定正則化參數(shù)。
　?、週anczos混合法是求解大

5、規(guī)模逆問題的一個有效方法。但是Lanczos的半收斂性是一個難題。本文利用了現(xiàn)代譜估計中的Burg法求噪音殘量功率譜,并將它同K?S判據(jù)相結(jié)合,提出了一種求最佳正則參數(shù)的新方法:歸一化累積Burg功率譜法(即NCB法)。利用這個方法很容易得到大規(guī)模反卷積病態(tài)問題的穩(wěn)態(tài)解。并在超聲波逆散射成像、圖像降噪等應(yīng)用中獲得了好的結(jié)果。
　　⑧利用魯棒性光流法分析了超聲心動圖的心肌運(yùn)動與變形。超聲波圖像散斑運(yùn)動和視頻計算已成為計算機(jī)視覺領(lǐng)域里