Systems and methods are provided for imaging of soft and hard tissues with ultrasound. Such systems and methods can provide for non-contact and quantitative ultrasound images of bone and soft tissue. A method for imaging a biological body segment of soft and hard tissues includes setting geometry and material properties according to a model of the biological body segment to thereby generate a simulated time series data set. The method further includes collecting reflective and transmissive time series data of the biological body segment to thereby form an experimental time series data set and minimizing a difference between the simulated time series data set and the experimental time series data set, thereby imaging the biological body segment. Regularizing travel-time and/or using full waveform tomographic techniques with level set methods enable recovery of cortical bone geometry.Systèmes et procédés pour l'imagerie de tissus mous et durs à l'aide d'ultrasons. De tels systèmes et procédés peuvent prévoir des images ultrasonores sans contact et quantitatives d'os et de tissu mou. Un procédé d'imagerie d'un segment de corps biologique de tissus mous et durs consiste à régler des propriétés de géométrie et de matériau en fonction d'un modèle du segment de corps biologique pour ainsi générer un ensemble de données chronologiques simulées. Le procédé consiste en outre à collecter des données chronologiques de réflexion et de transmission du segment de corps biologique pour former ainsi un ensemble de données chronologiques expérimentales et réduire au minimum une différence entre l'ensemble de données chronologiques simulées et l'ensemble de données chronologiques expérimentales, ce qui permet d'imager le segment de corps biologique. La régularisation du temps de déplacement et/ou l'utilisation de techniques tomographiques à forme d'onde complète avec des procédés de réglage de niveau permettent la récupération de la géométrie de l'os cortical.
