基于双通道数据采集和噪声抵消的低噪声光声成像方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于双通道数据采集和噪声抵消的低噪声光声成像方法与系统，在一块SoC‑FPGA开发板上集成了数字示波器、多通道数据采集卡和电机驱动器等多种功能，节约了空间与成本，易于便携与后期功能拓展；利用自适应滤波算法处理光声信号与噪声信号，能够在连续时间范围动态地去除原始光声信号中的噪声，以呈现更多的图像细节，所以在实验过程中对信号信噪比的要求会显著降低；利用自适应滤波结合深度学习算法，由自适应滤波滤除线性噪声，神经网络滤除非线性噪声，不仅有效降低了神经网络的训练与推理时间，还有效减少信号平均次数与数据量，加快成像的速度并获得高质量光声图像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于双通道数据采集和噪声抵消的低噪声光声成像方法与系统，属于使用光声成像方法进行活体组织成像识别的方法。

技术介绍

1、光声成像是一种新型、无创、非电离的生物医学成像技术，兼具光学成像的高分辨率和超声成像的高穿透深度。光声成像依靠样品吸收激光能量而产生超声波。因此，它是一种直接测量光学吸收的技术。相比于其它光学成像技术，光声成像对光吸收的检测灵敏度更高。它可准确获得组织的结构和功能信息，包括血红蛋白浓度、血氧饱和度、血流速度等。得益于这些优势，光声成像已被广泛用于各种生物医学领域，包括脑成像、细胞成像、眼成像、口腔成像、脂质成像等,并结合机器学习与深度学习方法，具有更广阔的医学应用前景。

2、光声成像重建的图像质量取决于光声信号和背景噪声的相对大小，即所采集光声信号的信噪比。低振幅的光声信号在被换能器接收时被掩盖在背景噪声中，导致所重建图像信噪比极低。通常来说，激发光的能量越高，则接收到的光声信号越强。然而，在光声成像中，激光安全是一个重要考虑因素。因此，为了降低潜在的临床风险，所采用的激光能量应尽可能低。另一方面，成像深层组本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于双通道数据采集和噪声抵消的低噪声光声成像方法，用于活体组织成像识别，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于双通道数据采集和噪声抵消的低噪声光声成像方法，其特征在于：所述步骤4中，采用自适应滤波LMS算法，利用参考通道获得的环境噪声信号s2抵消信号采集通道获得的光声信号s1中的噪声成分，包括如下步骤：

3.根据权利要求1所述的基于双通道数据采集和噪声抵消的低噪声光声成像方法，其特征在于：所述步骤4中，采用深度学习方法，利用参考通道获得的环境噪声信号s2抵消信号采集通道获得的光声信号s1中的噪声成分，包括如下步骤：p>

4.根据权...

【技术特征摘要】

1.一种基于双通道数据采集和噪声抵消的低噪声光声成像方法，用于活体组织成像识别，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于双通道数据采集和噪声抵消的低噪声光声成像方法，其特征在于：所述步骤4中，采用自适应滤波lms算法，利用参考通道获得的环境噪声信号s2抵消信号采集通道获得的光声信号s1中的噪声成分，包括如下步骤：

3.根据权利要求1所述的基于双通道数据采集和噪声抵消的低噪声光声成像方法，其特征在于：所述步骤4中，采用深度学习方法，利用参考通道获得的环境噪声信号s2抵消信号采集通道获得的光声信号s1中的噪声成分，包括如下步骤：

4.根据权利要求1所述的基于双通道数据采集和噪声抵消的低噪声光声成像方法，其特征在于：在soc-fpga开发板中，采用自适应滤波lms算法或者深度学习方法，利用参考通道获得的环境噪声信号s2抵消信号采集通道获得的光声信号s1中的噪声成分；通过tcp/ip协议上传fpga获得的降噪后的光声信号和采样点的位置信息。

5.根据权利要求1所述的基于双通道数据采集和噪声抵消的低噪声光声成像方法，其特征在于：通过tcp/ip协议上传fpga获得的光声信号s1和环境噪声信号s2，在上位机中，采用自适应滤波lms算法或者深度学习方法，利用参考通道获得的环境噪声信号s2抵消信号采集通道获得的光声信号s1中的噪声成分。

6.一种双通道光声信号去噪采集器，其特征在于：包括光电二极管、环境噪声采集器控制单元、参考通道、位置信号采集单元、信号采集通道、噪声抵消/数据转发单元；

7.根据权利要6所述的双通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚越，李东方，邹子龙，陶超，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：