CN103764016A - 信息处理装置、信息处理方法及信息处理程序 - Google Patents

Abstract

提供了一种信息处理装置，包括：信号初始化单元，获取通过接收单元接收来自对象的弹性波之后获得的压力信号的初始值；脉冲响应初始化单元，获取接收单元的脉冲响应的初始值；以及输出单元，输出修改后的压力信号，其中输出单元具有：使用脉冲响应来修改压力信号的信号修改单元；基于多个约束条件来修改压力信号的信号约束单元；修改脉冲响应的脉冲响应修改单元；以及基于作为时间带宽特性的约束条件来修改脉冲响应的脉冲响应约束单元，其中输出单元通过迭代执行一些处理来生成修改后的压力信号。

Description

信息处理装置、信息处理方法及信息处理程序

技术领域

本发明涉及信息处理装置、信息处理方法及信息处理程序。

背景技术

近年来，已经开发出光声成像技术。这项技术使用带有接收元件探测器或其它接收单元来接收声波（光声波）并获取声波的压力信号，此声波通过在测量对象被光照射时的光声效应产生。因此这项技术可获得测量对象内部的三维压力分布或光学特征值分布。换言之，可实现重构。因此，当测量对象是活体时，这项技术可应用于对活体内部成像以观察肿瘤的医学领域。

在光声成像时测量出的压力信号因为接收单元的脉冲响应的影响而劣化。从而这降低了作为重构结果所获得的三维压力分布图像的分辨率和对比度。为提高分辨率和对比度，需要消除接收单元的脉冲响应的影响。去除此影响的操作在数学上等同于卷积逆运算，即“去卷积”操作。

非专利文献1公开了一个用于光声成像中的去卷积方法的示例。非专利文献1公开了一个用于实际测量接收单元的脉冲响应以对压力信号执行去卷积的方法。更具体地，该方法把激发光聚集到一个微小区域，并用从此区域产生的压力信号作为脉冲响应的近似值。

引用列表

[非专利文献]

NPL1：王等人，“Photoacoustic imaging with deconvolutionalgorithm（使用去卷积算法的光声成像）”，Phys.Med.Biol.49(2004)3117-24

发明内容

技术问题

非专利文献1所公开的方法需要实际测量脉冲响应。一般来说，为了准确测量接收单元的脉冲响应，需要生成包含足够的高频分量的已知输入信号，以准确测量接收单元的响应。然而，在噪声的存在下，很难测量响应。

而且在实际应用中，随着时间的推移，脉冲响应会由于测量环境或测量设备的变化而变化。因为上述方法需要在每一次发生变化时测量脉冲响应，所以该方法的实际操作很困难。

本发明鉴于上述问题而设计，其目标是提供一种有利地执行去卷积以去除光声成像中的脉冲响应影响的技术。

问题的解决方案

本发明提供一种信息处理装置，包括：

信号初始化单元，被配置为获取通过接收单元接收从测量对象传播的弹性波之后获得的压力信号的初始值；以及

脉冲响应初始化单元，被配置为获取接收单元的脉冲响应的初始值；以及

输出单元，被配置为基于压力信号的初始值和脉冲响应的初始值来输出修改后的压力信号，其中

输出单元具有：

信号修改单元，被配置为使用脉冲响应来修改压力信号；

信号约束单元，被配置为基于作为高对比度属性、正值性（positivity，正性）及频带特性的约束条件来修改压力信号；

脉冲响应修改单元，被配置为使用压力信号来修改脉冲响应；以及

脉冲响应约束单元，被配置为基于作为脉冲响应的时间带宽特性的约束条件来修改脉冲响应，其中

输出单元被配置为根据预定条件迭代执行信号修改单元、信号约束单元、脉冲响应修改单元、以及脉冲响应约束单元的处理来产生修改后的压力信号。

本发明也提供了一种信息处理方法，包括：

信号初始化步骤，其中信息处理装置获取通过接收单元接收从测量对象传播的弹性波之后获得的压力信号的初始值；以及

脉冲响应初始化步骤，其中信息处理装置获取接收单元的脉冲响应的初始值；以及

输出步骤，其中信息处理装置基于压力信号的初始值和脉冲响应的初始值来输出修改后的压力信号；其中

输出步骤根据预定条件迭代执行以下步骤来生成修改后的压力信号：

信号修改步骤，其中信息处理装置使用脉冲响应来修改压力信号；

信号约束步骤，其中信息处理装置基于作为高对比度属性、正值性及频带特性的约束条件来修改压力信号；

脉冲响应修改步骤，其中信息处理装置使用压力信号来修改脉冲响应；以及

脉冲响应约束步骤，其中信息处理装置基于作为脉冲响应的时间带宽特性的约束条件来修改脉冲响应。

本发明也提供了一种使信息处理装置执行信息处理方法的信息处理程序，该信息处理方法包括：

信号初始化步骤，获取通过接收单元接收从测量对象传播的弹性波之后获得的压力信号的初始值；

脉冲响应初始化步骤，获取接收单元的脉冲响应的初始值；以及

输出步骤，基于压力信号的初始值和脉冲响应的初始值来输出修改后的压力信号，其中

输出步骤根据预定条件迭代执行以下步骤来生成修改后的压力信号：

信号修改步骤，使用脉冲响应来修改压力信号；

信号约束步骤，基于作为高对比度属性、正值性及频带特性的约束条件来修改压力信号；

脉冲响应修改步骤，使用压力信号来修改脉冲响应；以及

脉冲响应约束步骤，基于作为脉冲响应的时间带宽特性的约束条件来修改脉冲响应。

发明的有益效果

本发明能够提供一种用于有利执行去卷积以去除光声成像中的脉冲响应影响的技术。

根据参照附图对示例实施例的以下描述，本发明的其它特性变得清楚。

附图说明

图1是本发明所应用到的光声成像设备的原理图；

图2是示出本发明实施例中所执行的处理的步骤的流程图；

图3A和3B是对应用本发明前后获得的压力信号进行比较的图；

图4A和4B是对应用本发明前后获得的重构结果进行比较的图；以及

图5是示出根据本发明的预处理单元的配置的原理图。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的实施例。

根据本发明的技术可以在获取（重构）光声成像中测量对象内部的三维压力分布或光学特征值分布之前格式化压力信号时被应用。因此，本发明不仅可以实现为光声成像设备，也可实现为集成于或连接到声学成像设备的图像处理装置或信息处理装置。本发明也可实现为用于使图像处理装置或信息处理装置，例如计算机，依照本发明执行每一步骤的处理的图像处理程序或信息处理程序。本发明也可实现为由图像处理装置或信息处理装置依照该程序执行的图像处理方法或信息处理方法。

光声成像设备获得作为光照射的结果而产生的弹性波的压力信号的源分布（三维压力分布）或获得从源分布导出的光学特征值分布（如吸收系数分布）。物质浓度分布，如氧饱和度分布和氧化/还原血红蛋白浓度分布，是根据光学特征值分布获得的。基于这些多种多样的值分布，可产生要被显示单元显示的与测量对象内部相关的图像数据，并成像（重构）可被执行用于例如医疗诊断的目的。

<光声成像设备的配置与功能>

图1是示出了包含本发明实施例的整个光声成像设备的原理图。光声成像设备的组成部分的功能描述如下。

光源1是激光源，使脉冲激光光束11进入测量对象2。当测量对象是活体时，光源辐射出可被构成活体的若干组件中的特定组件吸收的波长的光。该光源优选是产生几纳秒到几百纳秒数量级的脉冲光的脉冲光源。虽然光源优选是激光，但发光二极管等也可代替激光来使用。各种激光器如固态激光器、气体激光器、染料激光器、半导体激光器等等都可用做激光器。优选光源所用波长应在700纳米到1100纳米范围内，以使活体中的光吸收更少。然而，当获得相对而言接近活体体表的身体组织的光学特征值分布时，波长可在更宽的范围内，例如400纳米到1600纳米的范围内。

测量对象2是具有吸收系数分布的对象并且依据对象内部各点的吸收系数来吸收来自光源1的入射光。被吸收光的能量依据对象内各点的Gruneisen（格鲁内森）系数产生弹性波，从而在测量对象内部产生压力分布。该压力分布在本说明书中被称为“三维压力分布”。

在测量对象2中产生的三维压力分布以弹性波21的形式传播。到达超声接收单元的弹性波被测量并记录为时间序列压力数据。该压力数据在本说明书中被称为“压力信号”。弹性波也被称为“声波”、“超声波”、“声学波”、“光声波”和“光致超声波”。

超声接收单元是用于接收弹性波并将其转换为电信号的检测器。电信号可按需进行模数转换或放大。能够接收主要从测量对象产生的100KHz到100MHz的弹性波的检测器优选地用作超声接收单元。超声接收单元可以是利用压电现象的检测器、利用光学谐振的检测器、利用电容变化的检测器或任何能接收弹性波的检测器。通过使用其中线性或平面地布置多个接收元件的超声接收单元，不仅可减少检测所需时间，还可减少测量对象振动的影响。超声接收单元对应于本发明的接收单元。

预处理单元4对压力信号执行预处理步骤，诸如去除噪声或去卷积。预处理单元是本发明的特征。

重构单元5对经过预处理的压力信号执行重构步骤。重构是评估从压力信号复原的三维压力分布的步骤。重构单元对应于本发明的构造单元。

后处理单元6执行后处理步骤，如对重构的三维压力分布的特征提取和对比度调节。

预处理单元、重构单元和后处理单元可被实现为由信息处理装置、如电脑执行的程序模块。也可使用专用电路。

作为后处理的结果而得到的三维压力分布由显示单元7显示。作为这些步骤的结果，可使测量对象2内部的吸收系数分布的信息三维可视。

以上描述了依据本发明实施例的光声成像设备及其操作的简述。

<去卷积步骤>

以下参照图2描述在本发明实施例中执行的每个步骤。在下面的描述中，压力信号估计值和脉冲响应估计值分别简称为“信号”和“脉冲响应”。除非另有明确区分，压力信号和脉冲响应是估计值这一事实将不再解释。如图5所示，这些步骤由预处理单元4的组成部分执行。

首先，在步骤S21中，信号初始化单元21获取来自接收单元的压力信号的实际测量值（以下式（1）和（2）中的y）。信号的初始值（式（1）中的x⁰）设为0。

接下来，在步骤S22中，脉冲响应初始化单元22计算或获取脉冲响应的初始值（式（2）中的h⁰）。例如在计算初始值时，在频率特性方面等同于接收单元的阻尼振荡器模型可以用来预测脉冲响应的近似值。例如在获取初始值时，包含噪声的脉冲响应的实际测量值可以被用作近似值。换言之，可以使用在数量上近似于真实脉冲响应的时间序列信号，并且即使在脉冲响应随时间和设备变化而产生微小变化时，也不需要改变初始值。

在下一步骤S23中，迭代控制单元23开始进行迭代计算以对信号去卷积。图2示出了迭代计算的双重循环。首先，双重循环包括一个内部循环（第一循环处理），在此循环中信号修改单元执行的处理和信号约束单元执行的处理按顺序迭代执行预定次数，信号修改单元和信号约束单元在下文中描述。双重循环还有另一个内部循环（第二循环处理），在此循环处理中脉冲响应修改单元执行的处理和脉冲响应约束单元执行的处理按顺序迭代预定次数。此外，双重循环还有一个外部循环（第三循环处理），在此循环中这些内部循环被顺序地迭代执行。双重循环所执行的处理在下文中描述。

但这仅仅是一个实施例，只要不破坏每个修改单元和每个约束单元执行处理的本质，迭代的顺序和次数就可适当改变。

在下一步骤S24中，信号修改单元24把此时获得的脉冲响应标识作为真值并修改信号。修改可通过如式（1）所示的Landweber迭代来执行。注意，在式（1）中，x^k表示在第k次迭代获取的信号的估计值，γ表示弛豫系数，h表示脉冲响应，y表示实际测量的压力信号，*表示复共轭，积符号（

）表示卷积。

［数学式1］

x^k+1=x^k+γh^* (y-h

x^k)…(1)

式（1）中的弛豫系数γ是用于调节迭代收敛速度的系数。用大于0且小于2的实际值除以脉冲响应的功率谱的最大值所得的值（傅里叶变换绝对值的平方）可被用作弛豫系数。这个值是根据迭代映射的谱半径小于1这一事实（收敛条件）定义的。而且只要迭代可以稳定执行，弛豫系数越大越好。

在下一步骤S25中，信号约束单元25基于约束条件重新修改信号，该约束条件如正值性、高对比度属性和信号的频带特性。

更具体地，信号可通过依次执行例如基线去除（对应于高对比度属性）、负值去除（对应于正值性）和高频分量去除（对应于频带特性）进行约束。

基线去除例如可通过用信号的平均值、中值或低频分量乘以预定系数并然后把所得的值从原始信号中减去来执行。这个处理防止信号背景在迭代计算期间增大，从而保证了信号的高对比度属性。因此，预定系数可以是0或更高的实际值。

负值去除可通过简单地用0代替信号的负值部分来实现。执行该处理以便保证压力信号的时间积分（速度势）需要为正值这一物理要求。

高频分量去除可通过使用例如特征在于适当的截止频率的低通滤波器来去除信号中的高频分量。执行该处理以便防止信号的高频噪声在迭代计算期间增加，并定义修改信号的带宽的上限。因此，优选地，截止频率应该是表征接收单元的带宽中心的频率的至少一倍且至多十倍的值。

在下一步骤S26中，迭代控制单元23执行按步骤S23所述的迭代控制。当满足了用于结束压力信号修改处理的条件时，当前流程结束，并且执行重构过程。

在下一步骤S27中，脉冲响应修改单元27把此时获得的信号标识作为真值并修改脉冲响应。修改可通过例如式（2）中所示的Landweber迭代进行。注意，在式（2）中，h^k表示在第k次迭代获取的脉冲响应，γ表示弛豫系数，x表示信号，y表示实际测量的压力信号，*表示复共轭，积符号（

）表示卷积。

［数学公式2］

h^k+1=h^k+γx^*

(y-h^k

x)…(2)

如上面描述的步骤S24中的条件那样，式（2）中的用于弛豫系数的条件可以是用来调节迭代收敛速度的系数。用大于0且小于2的实际值除以信号功率谱的最大值所得的值可被用作弛豫系数。

在下一步骤S28中，脉冲响应约束单元28基于以下约束条件来重新修改脉冲响应，该约束条件如脉冲响应的时间带宽特性。

更具体地，脉冲响应可以通过用特征在于适当截止时间的阻尼函数乘以脉冲响应而被约束。执行该处理以便保证脉冲响应应在有限时间内衰减这一物理要求。因此，截止时间可以作为用于脉冲响应的典型阻尼时间的指示符。例如，截止时间可根据表征接收单元的带宽的中心的频率和表征接收单元的带宽的Q值来计算。

最后，回到步骤S23，迭代控制单元23确定是否结束迭代计算。一旦预定次数的迭代完成或当信号修改单元或脉冲响应修改单元获得的修改量降至预定参考值以下，迭代计算可以结束。可以使用这些条件的组合。当迭代计算没有结束时，上述迭代计算将继续。

在当前流程中，信号初始化单元21、脉冲响应初始化单元22、迭代控制单元23、信号修改单元24、信号约束单元25、脉冲响应修改单元27、脉冲响应约束单元28组成了预处理单元4的一部分。图5示出了这种配置。迭代控制单元23通过未示出的控制线来控制其它组成部分。例如，每一单元均可被配置为实现预处理单元的程序的一部分。或者，可使用专用电路。另外，信号修改单元、信号约束单元、脉冲响应修改单元、以及脉冲响应约束单元可被当作输出单元，该输出单元用以产生并输出基于脉冲响应的初始值和压力信号的初始值的修改压力信号，该修改压力信号即最终被修改的压力信号。

作为这些步骤的结果，信号和脉冲响应同时收敛为约束条件下的最可能的值。注意，信号收敛为压力信号的速度势。

<示例>

下面描述示出了信息处理装置据此流程计算的去卷积结果的示例。

测量数据1被如下获取。使用Ti:Sa激光（波长：797nm）作为光源。为了获得测量对象，直径0.3mm的橡胶线被以5mm间距嵌入聚氨酯凝胶块中。电容式微超声换能器（CMUT）被用作超声接收单元。

测量数据2被如下获取。使用Ti:Sa激光（波长：797nm）作为光源。为了获得测量对象，直径2mm的柱状光学吸收物（应用吸光墨水的聚氨酯凝胶）被以10mm间距嵌入聚氨酯凝胶块中。使用压电元件的超声换能器被用作超声接收单元。

已知的反投影法被用于执行重构。注意，因为本发明涉及对重构前获取的压力信号进行格式化，所以无论使用何种重构方法，均可达到重构效果。例如，代替反投影法，也可以使用k空间法(k-spacemethod)、最小二乘法、约束最小二乘法或非线性优化法，来执行重构。

使用的设定值如下。脉冲响应的初始值是根据阻尼振荡器模型计算出来的。通过用“1.9”除以脉冲响应和信号的功率谱的最大值来得到信号修改单元和脉冲响应修改单元的弛豫系数γ。信号约束单元执行应用使信号中值乘以1然后把所得的值从原始信号中减去来执行基线去除的方法。信号约束单元使用的截止频率是接收单元的带宽的中心频率的三倍。脉冲响应约束单元中使用的截止时间是60μs。至于迭代次数，信号修改和约束循环执行六次，并且脉冲响应修改和约束循环执行六次。这些处理系列被顺序迭代执行300次。

使用上面描述的这些设定值，去卷积按如图2所示的流程图得以执行。

图3示出了对测量数据1执行去卷积的结果，此结果被示出作为压力信号。在图3中，每个纵轴表示时间，并且每个横轴表示超声接收单元的接收元件的位置。右边的标尺示出针对颜色强度的压力（P）。如图3（a）所示，在去卷积之前以及在获取主要信号（由箭头“M”标示）之后的时刻，出现许多通常并不存在的峰值。在图3（b）中，与此相反，在执行去卷积之后这些峰值消失。

图4示出了对测量数据2执行去卷积和重构的结果。如图4（a）所示，在去卷积前分辨率和对比度很低。在图4（b）中，相反地，在执行去卷积之后分辨率和对比度都提高了。

在1.4G每秒浮点运算次数（Flops）运算环境下，计算所需时间为九秒。

这些结果表明，根据本发明进行的去卷积操作可以提高光声成像中的分辨率和对比度，并实现本发明的目的。

以上参照特定实施例详细描述了本发明。但本发明不限于特定实施例，且实施例可在本发明的技术范围内修改。

尽管参考这些示例实施例阐述了本发明，但应理解本发明不限于所公开的示例实施例。所附权利要求的范围要被赋予最宽的解释，从而包括所有这样的修改以及等同的结构和功能。

本申请要求在2011年9月1日提交的日本专利申请No.2011-190502的权益，由此其全部内容通过引用而结合于此。

Claims (20)

1.一种信息处理装置，包括：

信号初始化单元，被配置为获取通过接收单元接收从测量对象传播的弹性波之后获得的压力信号的初始值；

脉冲响应初始化单元，被配置为获取接收单元的脉冲响应的初始值；以及

输出单元，被配置为基于压力信号的初始值和脉冲响应的初始值来输出修改后的压力信号，其中

输出单元具有：

信号修改单元，被配置为使用脉冲响应来修改压力信号；

信号约束单元，被配置为基于作为高对比度属性、正值性及频带特性的约束条件来修改压力信号；

脉冲响应修改单元，被配置为使用压力信号来修改脉冲响应；以及

脉冲响应约束单元，被配置为基于作为脉冲响应的时间带宽特性的约束条件来修改脉冲响应，并且其中

输出单元被配置为根据预定条件迭代执行信号修改单元、信号约束单元、脉冲响应修改单元、以及脉冲响应约束单元的处理来产生修改后的压力信号。

2.根据权利要求1所述的信息处理装置，其中

脉冲响应初始化单元被配置为通过实际测量接收单元的脉冲响应或预测脉冲响应的近似值来获取脉冲响应的初始值。

3.根据权利要求1或2所述的信息处理装置，其中

信号修改单元被配置为根据式（1）修改压力信号：

［数学式1］

x^k+1=x^k+γh^* (y-h

x^k)…(1)

其中x^k表示在第k次迭代获取的压力信号的估计值，γ表示弛豫系数，h表示脉冲响应，y表示实际测量的压力信号，*表示复共轭，以及积符号表示卷积。

4.根据权利要求3所述的信息处理装置，其中

用大于0且小于2的实际值除以脉冲响应的功率谱的最大值所得的值被用作式（1）的弛豫系数。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的信息处理装置，其中

脉冲响应修改单元被配置为根据式（2）修改脉冲响应；

［数学式2］

h^k+1=h^k+γx^*

(y-h^k

x)…(2)

其中h^k表示在第k次迭代获取的脉冲响应，γ表示弛豫系数，x表示压力信号，y表示实际测量的压力信号，*表示复共轭，以及积符号表示卷积。

6.根据权利要求5所述的信息处理装置，其中

用大于0且小于2的实际值除以式（2）中的压力信号的功率谱的最大值所得的值被用作式（2）的弛豫系数。

7.根据权利要求1到6中任一项所述的信息处理装置，其中

信号约束单元被配置为通过顺序执行与高对比度属性相对应的基线去除、与正值性相对应的负值去除、和与频带特性相对应的高频分量去除来修改压力信号。

8.根据权利要求7所述的信息处理装置，其中

信号约束单元被配置为通过用压力信号的平均值、中值或低频分量乘以预定系数并且然后把所得的值从压力信号中减去来执行基线去除。

9.根据权利要求8所述的信息处理装置，其中

基线去除中使用的预定系数是0或更大的实际值。

10.根据权利要求7到9中任一项所述的信息处理装置，其中

信号约束单元被配置为使用具有预定截止频率的低通滤波器来执行高频分量去除。

11.根据权利要求10所述的信息处理装置，其中

高频分量去除中使用的预定截止频率是大于接收单元的带宽的中心频率1倍但不超过其10倍的值。

12.根据权利要求1到11中任一项所述的信息处理装置，其中

脉冲响应约束单元被配置为通过用具有预定截止时间的阻尼函数乘以脉冲响应来修改脉冲响应。

13.根据权利要求12所述的信息处理装置，其中

脉冲响应约束单元使用的预定截止时间是根据接收单元的带宽的中心频率和表示接收单元的带宽的Q值来计算的。

14.根据权利要求1到13中任一项所述的信息处理装置，其中

输出单元被配置为执行对以下处理的实施次数和实施顺序的控制：

第一循环处理，其中信号修改单元和信号约束单元顺序且迭代地修改压力信号；

第二循环处理，其中脉冲响应修改单元和脉冲响应约束单元顺序且迭代地修改脉冲响应；以及

第三循环处理，其中迭代地执行第一循环处理和第二循环处理。

15.根据权利要求14所述的信息处理装置，其中

输出单元被配置为执行第一循环处理、第二循环处理和第三循环处理预定次数。

16.根据权利要求14所述的信息处理装置，其中

输出单元被配置为执行第一循环处理直至第一循环处理中的压力信号的修改量降至预定参考值以下为止。

17.根据权利要求14所述的信息处理装置，其中

输出单元被配置为执行第二循环处理直至第二循环处理中的脉冲响应的修改量降至预定参考值以下为止。

18.一种光声成像设备，包括：

根据权利要求1到17中任一项所述的信息处理装置；以及

构造单元，被配置为使用经信息处理装置修改后的压力信号，并通过反投影法、k空间法、最小二乘法、约束最小二乘法或非线性优化法来构造关于测量对象内部的图像数据。

19.一种信息处理方法，包括：

信号初始化步骤，其中信息处理装置获取通过接收单元接收从测量对象传播的弹性波之后获得的压力信号的初始值；

脉冲响应初始化步骤，其中信息处理装置获取接收单元的脉冲响应的初始值；以及

输出步骤，其中信息处理装置基于压力信号的初始值和脉冲响应的初始值来输出修改后的压力信号；其中

输出步骤根据预定条件迭代执行以下步骤来生成修改后的压力信号：

信号修改步骤，其中信息处理装置使用脉冲响应来修改压力信号；

信号约束步骤，其中信息处理装置基于作为高对比度属性、正值性及频带特性的约束条件来修改压力信号；

脉冲响应修改步骤，其中信息处理装置使用压力信号来修改脉冲响应；以及

脉冲响应约束步骤，其中信息处理装置基于作为脉冲响应的时间带宽特性的约束条件来修改脉冲响应。

20.一种使信息处理装置执行信息处理方法的信息处理程序，该信息处理方法包括：

信号初始化步骤，获取通过接收单元接收从测量对象传播的弹性波之后获得的压力信号的初始值；

脉冲响应初始化步骤，获取接收单元的脉冲响应的初始值；以及

输出步骤，基于压力信号的初始值和脉冲响应的初始值来输出修改后的压力信号；其中

输出步骤根据预定条件迭代执行以下步骤来生成修改后的压力信号：

信号修改步骤，使用脉冲响应来修改压力信号；

信号约束步骤，基于作为高对比度属性、正值性及频带特性的约束条件来修改压力信号；

脉冲响应修改步骤，使用压力信号来修改脉冲响应；以及

脉冲响应约束步骤，基于作为脉冲响应的时间带宽特性的约束条件来修改脉冲响应。

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