Você está aqui: Página Inicial curitiba Estrutura do Câmpus Diretorias Diretoria de Pesquisa e Pós-Graduação Mestrado e Doutorado CPGEI Edital de Defesas 2011 CPGEI (Mestrado) Leonardo Geovany da Silva Zanin - 12/08/11

CPGEI (Mestrado) Leonardo Geovany da Silva Zanin - 12/08/11

Defesa Pública de Mestrado do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
Quando 12/08/2011
das 15h00 até 18h00
Onde Sala de Defesas C-301
Nome do Contato Marcelo Victor Wüst Zibetti
Participantes Prof. Marcelo Victor Wüst Zibetti, Dr. Orientador - UTFPR
Prof. Fábio Kurt Schneider, Dr. Co-orientador - UTFPR
Banca examinadora:
Prof. Marcelo Victor Wüst Zibetti, Dr. Presidente - UTFPR
Prof. Alvaro Rodolfo De Pierro, Dr. - UNICAMP
Prof. Hugo Vieira Neto, Dr. - UTFPR
Prof. Joaquim Miguel Maia, Dr. Suplente -UTFPR
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Reconstrução de Imagens de Ultrasom Baseada em Problemas Inversos

Resumo: As imagens de ultrasom são tradicionalmente geradas através do beamforming. Recentemente os métodos de reconstrução baseados em problemas inversos têm recebido maior atenção pela comunidade de pesquisa em imageamento ultrasônico. Estes métodos buscam reconstruir imagens através da solução de um sistema linear que representa o processo de aquisição dos sinais. Ou seja, dado que o processo de aquisição é o problema direto, a reconstrução da imagem é o problema inverso. Neste trabalho é apresentado o sistema linear que modela o processo de aquisição de sinais de ultrasom. Este sistema é analisado através da decomposição de valores singulares, a qual revela o comportamento espectral do sistema. Esta análise é realizada considerando diferentes aspectos do sistema de imagem de ultrasom, como diferentes grades de resolução, número de elementos e tamanhos do sensor. Além disso, foi analisado o comportamento do sistema quando ruído está presente. Nestas condições, foram avaliadas o grau de amplificação de ruído conforme a grade de resolução escolhida e o parâmetro de regularização ideal para reconstruções inversas regularizadas. A reconstrução inversa foi comparada com a reconstrução tradicional baseada em beamforming. Em particular, este trabalho apresenta uma comparação da resolução axial e lateral obtida pelos métodos inversos e beamforming. Os resultados apresentados nesta dissertação demonstram o potencial da reconstrução de imagem baseadas em problemas inversos, principalmente o ganho em qualidade na imagem reconstruída.

Palavras-chave: Ultrasom, Reconstrução de imagens, Processamento de sinais, Sistemas lineares de ultrasom, Problemas inversos

Ultrasound Image Reconstruction Based on Inverse Problems

Abstract: Ultrasonic images are traditionally generated using beamforming methods. Recently, reconstruction methods based on inverse problems has received considerable attention by the ultrasonic research community. These methods seek to reconstruct images through the solution of a linear system which models the signal acquisition process. Since the acquisition process is the direct problem, the image reconstruction is the inverse path. In this work the linear system which models the acquisition process is detailed presented. This model is analyzed through the singular value decomposition, which reveals the spectral behavior of the system. This analysis considers different aspects of the ultrasound imaging system, such as different resolution grids, number of elements and size of the sensors. Beside, the behavior of the system when noise is present is analyzed. Under these conditions, the level of noise amplification according to the resolution grid is evaluated, and the choice of the regularization parameter in the regularized inverse reconstruction is considered. The inverse reconstruction is compared with the traditional reconstruction based on beamforming. In particular, this work presents a comparison of the axial and lateral resolutions obtained by the inverse and beamforming methods. The results presented in the work demonstrate the potential of the image reconstruction based on inverse problems, mainly the gain in quality of the reconstructed image.

Keywords: Ultrasound, Image reconstruction, Signal processing, Ultrasonic linear sistems, Inverse problems

Lista de publicações:
ZANIN, L.G.S.; SCHNEIDER, F. K.; ZIBETTI, M. V. W. ; Análise SVD de Sistemas de Imageamento de Ultrasom baseado na Recontrução Inversa. V Simpósio de Instrumentação e Imagens Médicas, Porto Alegre, 2011. (Awarded Paper)

 

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