几种漫射光学成像图像重建算法的比较研究

赵一博　韩妙飞　闫相国

摘要：针对漫射光学成像（DOT）选择不同的逆问题求解算法将直接影响成像质量的问题，对4种常用重建算法的重建效果进行了比较研究，采用双异质模型，利用Rytov方法对扩散近似方程进行近似，假设散射系数是已知常量，重点关注吸收系数图像的重建．通过使用Tikhonov正则化、截断奇异值分解（TSVD）、代数重建算法（ART）和同时迭代重建技术（SIRT）4种常用重建算法，对不同条件下的双异质图像的逆问题进行求解，研究不同算法重建后图像的空间分辨率、抗噪声能力和成像速度．研究结果表明：低噪声条件下，Tikhonov正则化算法重建图像的空间分辨率最好；当信噪比小于20dB时，TSVD算法具有最佳的抗噪声性能；当源一探测器结构不变，成像的感兴趣区域的尺寸和体素划分固定时，Tikhonov正则化算法的速度最快．总体上讲，子空间技术优于代数重建技术，研究结果对不同成像条件下选择合适的重建算法具有一定的指导意义。

关键词：漫射光学成像；逆问题；重建技术