基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的光學CT圖像重建技術基礎研究.pdf

1、光學CT作為一種新成像技術在醫(yī)學上已逐步引起重視。該技術使用近紅外光進行成像，對生物組織具有無損傷且具有其它成像方法所沒有的一些優(yōu)點。針對光學CT技術目前成像速度較慢，難以實現(xiàn)臨床應用的缺點，本文采用基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡方法進行快速光學CT圖像重建，將光學CT圖像重建問題轉化為優(yōu)化問題來求解，從而達到快速生物組織如腦，乳腺等光學參數(shù)分布圖像重建的目的。 論文首先介紹了光在組織中的傳播理論，闡述了光學CT成像的正向問題和逆向問題。在進

2、行圖像重建研究時，運用FEMLAB軟件建立正向模型，得到大量仿真數(shù)據(jù)，為BP網(wǎng)絡提供訓練樣本。然后基于正向模型建立求解光學CT逆向問題的BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型，把逆向問題的求解轉化為一個優(yōu)化問題。通過儀器測量數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)構造標準差優(yōu)化函數(shù)進行光學參數(shù)的優(yōu)化。采用一種基于Levenberg-Marquardt優(yōu)化算法的改進型BP神經(jīng)網(wǎng)絡方法來解決逆向問題。通過交互檢驗法對網(wǎng)絡進行訓練和測試，經(jīng)過多次訓練和參數(shù)調整，成功得到有效的神經(jīng)網(wǎng)絡和重構

3、結果，完成了神經(jīng)網(wǎng)絡圖像重建過程。最后通過模擬膠實驗驗證了基于BP網(wǎng)絡的光學CT參數(shù)重構結果，同時實現(xiàn)了光學參數(shù)分布的圖像重建。從理論仿真結果與模擬膠實驗結果比較，確認了神經(jīng)網(wǎng)絡圖像重建技術的可行性。 論文實現(xiàn)了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的光學CT圖像重建方法，能夠快速進行光學參數(shù)圖像重建，重建結果理想。本文的圖像重建方法為以后光學CT圖像重建的深入研究打下了基礎，具有重要的參考意義，這種原始性創(chuàng)新的圖像重建方法也為其他成像理論提供了新的