專利名稱：分層物體的合成孔徑聚焦超聲成像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲波無損檢測(cè)技術(shù)、合成孔徑聚焦成像技術(shù)、折射定律和直線掃描轉(zhuǎn)換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)包含規(guī)則分界面或非規(guī)則分界面的分層物體的表面形狀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)快速成像。
背景技術(shù)：
目前，在超聲波無損檢測(cè)領(lǐng)域，對(duì)于含有分界面的分層物體的超聲成像(超聲檢測(cè)方式包含接觸式和液浸式兩種模式，若將稱合劑層視為被測(cè)物體的一部分，則液浸式超聲檢測(cè)也可視為對(duì)分層物體的接觸式超聲檢測(cè)，因此本發(fā)明中將兩者統(tǒng)一稱為分層物體的超聲檢測(cè)及成像)，主要有兩種方案一是采用合成孔徑聚焦(SAFT) 超聲成像技術(shù)與射線跟蹤(Ray Tracing)技術(shù)相結(jié)合的方法,二是采用基于相位遷移(Phase Shift Migration)技術(shù)的相位遷移超聲成像方法。合成孔徑聚焦技術(shù)(SAFT)源自于合成孔徑雷達(dá)技術(shù)(SAR)，于20世紀(jì)70年代初被引入到超聲成像領(lǐng)域，其具有不受近場(chǎng)區(qū)限制、方位分辨率高、分辨率只與超聲換能器尺寸有關(guān)而與距離無關(guān)等優(yōu)點(diǎn)。SAFT超聲成像技術(shù)的基本原理是利用脈沖一回波(pulse-echo)測(cè)量機(jī)制，使用一個(gè)超聲換能器沿著固定軌跡對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行有序的掃描，并采用延時(shí)疊加(DAS)方法對(duì)掃描得到的脈沖回波信號(hào)進(jìn)行聚焦成像，達(dá)到利用單一的較小孔徑的超聲換能器來模擬大的孔徑陣列的目的。SAFT超聲成像工作模型如

圖1(a)所示，超聲換能器沿著掃描方向(X向)在物體表面作等間距的移動(dòng)，在每一個(gè)掃描位置向物體的深度方向(Z向)發(fā)射超聲信號(hào)，對(duì)物體內(nèi)部進(jìn)行探測(cè)，同時(shí)超聲換能器接收物體內(nèi)部反射物反射回的回波信號(hào)并采樣保存，最后對(duì)所有掃描位置處得到的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行DAS與多點(diǎn)動(dòng)態(tài)聚焦處理并顯示圖像。DAS與多點(diǎn)動(dòng)態(tài)聚焦技術(shù)需要對(duì)目標(biāo)成像區(qū)域不同深度上的聚焦點(diǎn)計(jì)算不同的時(shí)延曲線。如圖1(a)所示，為了在目標(biāo)反射物處(x，z)聚焦，SAFT技術(shù)將超聲換能器在其合成孔徑有效長度L內(nèi)的每一個(gè)掃描位置處獲得的回波信號(hào)進(jìn)行延時(shí)疊加處理設(shè)Si (t)為超聲換能器在Ui處接收到的回波信號(hào)，t為采樣時(shí)刻，Ui處關(guān)于目標(biāo)反射物(x，z)的延時(shí)為Ii = ~- = — Jz~ + (x — it,)- , / = O, I, L-\.(i j
V V其中，V為超聲在介質(zhì)中的傳播速度，r,為(X，z)點(diǎn)距Ui的直線距離。合成孔徑有效長度L內(nèi)所有的延時(shí)構(gòu)成一條延時(shí)曲線，該曲線為一段雙曲線。L的計(jì)算公式為L=O. 84 λ ζ/D (2)λ為超聲在介質(zhì)中的波長，D為超聲換能器的直徑，則在(X，ζ)處的成像為I (χ,=(3)
i=0 Γ 其中，Wi為變跡函數(shù)。
從DAS的原理可知，SAFT算法需要根據(jù)超聲換能器到反射物之間的相對(duì)距離以及波速來確定延時(shí)。而當(dāng)被測(cè)物體分層時(shí)，如圖1(b)所示，超聲換能器發(fā)射的超聲信號(hào)會(huì)在分界面處發(fā)生折射，聲波的傳播路徑會(huì)發(fā)生改變，目標(biāo)反射物(X，ζ)與Ui的距離ri不再是兩點(diǎn)間直線段的長度。此外，分層物體各層的介質(zhì)也不一樣，聲波在各層的傳播速度通常也不相等，因此，DAS中時(shí)延的計(jì)算不能再采用相對(duì)距離除以波速的簡單計(jì)算方法，延時(shí)曲線也不再是規(guī)則的雙曲線形狀。為了求得延時(shí)，需要先獲得聲波在Ui與目標(biāo)反射物(x，z)之間的傳播路徑，然后逐段求出各路徑段的長度及傳播時(shí)間(如圖1(b)中rn、ri2和\)。其重點(diǎn)和難點(diǎn)在于快速而準(zhǔn)確地找出波束的傳播路徑，而射線跟蹤技術(shù)正是實(shí)現(xiàn)此目的之最佳方法。所以，射線跟蹤技術(shù)很自然的被結(jié)合到SAFT技術(shù)中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)分層物體的超聲成像。射線跟蹤的原理主要基于Snell定理或Fermat原理，通過迭代計(jì)算找出費(fèi)時(shí)最短的聲波傳播路徑。所以，如圖1(b)，在SAFT結(jié)合射線跟蹤的方法中，當(dāng)計(jì)算Ui與目標(biāo)反射物(X，ζ)之間的聲波傳播延時(shí)\時(shí)，需要沿著分界線c(X，z)=0對(duì)線上所有的點(diǎn)進(jìn)行迭代，計(jì)算每個(gè)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的兩段傳播路徑rn、ri2的長度及其傳播時(shí)間，找出使得傳播時(shí)間最短的 點(diǎn)，該點(diǎn)即為折射點(diǎn)。此方法的優(yōu)點(diǎn)是射線跟蹤技術(shù)對(duì)分層物體的分界面形狀并沒有特殊的要求，不僅能適用于在深度方向上存在異種介質(zhì)而水平方向?yàn)橥N介質(zhì)，即層與層介質(zhì)之間的分界面為水平或者互相平行的平面之類的規(guī)則分層物體的超聲成像，也能適用于在深度方向和水平方向上均存在異種介質(zhì)，即包含非規(guī)則分界面(如曲面)的非規(guī)則分層物體的超聲成像。但其嚴(yán)重的缺點(diǎn)是射線跟蹤算法包含迭代運(yùn)算，時(shí)間復(fù)雜度高，此外，原SAFT技術(shù)中計(jì)算時(shí)延的公式(I)中包含一次均方根運(yùn)算，計(jì)算開銷已經(jīng)很大，而當(dāng)引入射線跟蹤技術(shù)后，時(shí)延的計(jì)算則包含多次均方根運(yùn)算，如圖1(b)中，當(dāng)計(jì)算Ui與目標(biāo)反射物(X，ζ)之間的聲波傳播延時(shí)\時(shí)，需要對(duì)分界線上的每一個(gè)點(diǎn)，分別計(jì)算兩次均方根以得到兩段路徑rn、ri2的長度，其計(jì)算開銷更大。所以該方法非常耗時(shí)，如圖3(b)所示，用該方法對(duì)圖3(a)所示的被測(cè)物體(4. 4cm*4. 9cm)成像就需要30分鐘。另外，由于超聲波的波長與介質(zhì)有關(guān)，當(dāng)被測(cè)物體的介質(zhì)分層后，合成孔徑有效長度L的計(jì)算公式(2)也不再適用，然而SAFT技術(shù)所成像的精確度與L的準(zhǔn)確度緊密相關(guān)，如果L過大，成像噪聲較多，信噪比低；如果L過小，所成像會(huì)丟失被測(cè)物體的細(xì)節(jié)，精度不高。但是對(duì)于復(fù)雜非規(guī)則分層物體，目前缺少準(zhǔn)確計(jì)算L的公式，在SAFT結(jié)合射線跟蹤的方法中很難找出準(zhǔn)確的L值，導(dǎo)致該方法的成像效果并不好，例如圖3(b)中，該方法對(duì)被測(cè)物體縱剖面所成的圖像未能較好的重構(gòu)出第二層分界面中的曲面部分。相位遷移(Phase Shift Migration)超聲成像方法是將反射地震學(xué)(ReflectionSeismology)中的遷移技術(shù)(Migration Technique)引入到超聲成像領(lǐng)域,而得到的一種頻域下的超聲成像方法。該方法將超聲探測(cè)模型視為爆炸物反射模型，假設(shè)待測(cè)物體中的反射物在t=0時(shí)刻同時(shí)爆炸，每一個(gè)反射物的爆炸強(qiáng)度正比于其反射率，整個(gè)場(chǎng)強(qiáng)用一組超聲換能器來測(cè)量。其主要思想是根據(jù)從水平位置(即深度方向第一行)處觀測(cè)到的聲場(chǎng)外推以計(jì)算出深度方向其他位置處的聲場(chǎng)。具體算法包含兩個(gè)主要的步驟第一步對(duì)時(shí)域數(shù)據(jù)進(jìn)行二維傅里葉變換，得到二維頻譜，S (k, ω) = 2D-FT (s (Ui, t))
第二步是在深度方向的循環(huán)，先對(duì)上一次循環(huán)得到的二維頻譜作相移，然后作二維傅里葉反變換并取to，得到一行圖像，s (Ui, t = O) = 2D-1FT (S (k, ω) α ( Δ z, k, ω))其中，α(Δτ，k,ω) = expf j為深度方向上Δζ步長所對(duì)應(yīng)的相位遷移
量，c為超聲在介質(zhì)中的傳播速度，其取值恒定。對(duì)于多層物體的成像，相位遷移超聲成像方法無需求射線路徑，成像速度可大幅提高，如生成圖3(c)所示的圖像僅需62s。但是，由于相位遷移技術(shù)中假設(shè)聲波的波速恒定，使得該方法只能適用于深度方向上存在異種介質(zhì)而水平方向須為同種介質(zhì)的規(guī)則分層物體的超聲成像，而對(duì)于包含非規(guī)則分界面的物體，在深度方向和水平方向均存在異種介質(zhì)，而導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不夠精確，如圖3(c)所示，第二層分界面的成像結(jié)果已經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重的錯(cuò)誤。 因此，在對(duì)含有非規(guī)則分界面的復(fù)雜分層物體的超聲成像方面，目前還缺乏快速且準(zhǔn)確有效的方法。從SAFT結(jié)合射線跟蹤技術(shù)的原理中可以看出，該方法最耗時(shí)之處在于尋找最優(yōu)折射點(diǎn)的迭代運(yùn)算步驟。從射線跟蹤技術(shù)和DAS原理可知，該方法是一種逆向的計(jì)算過程，需要先確定圖像上的一個(gè)像素點(diǎn)，然后找出該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所有掃描位置點(diǎn)，再對(duì)每一個(gè)掃描位置點(diǎn)在分界線上迭代找出最優(yōu)的折射點(diǎn)以得到圖像點(diǎn)與該掃描位置點(diǎn)間的距離及延時(shí)，最后對(duì)延時(shí)曲線上的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行累加得到該圖像點(diǎn)的像素值。由于事先并不知道被測(cè)物體內(nèi)目標(biāo)反射物的具體位置，就需要使用動(dòng)態(tài)聚焦技術(shù)對(duì)圖像內(nèi)所有像素點(diǎn)都進(jìn)行一遍該逆向計(jì)算過程，以生成整幅圖像，從而使得在反射物對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)處，超聲信號(hào)得到一致的疊力口，達(dá)到累加強(qiáng)度最大化，實(shí)現(xiàn)聚焦，而在其他像素點(diǎn)處，超聲信號(hào)的疊加是混亂的，累加強(qiáng)度難以最大化。因此，在圖像中，反射物所對(duì)應(yīng)處累加得到的像素值要明顯大于其他像素點(diǎn)。如果將圖像上的所有像素點(diǎn)的計(jì)算過程作整體考察，可以發(fā)現(xiàn)每個(gè)掃描位置處采樣得到的每個(gè)數(shù)據(jù)不僅作用于反射物對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)，也作用于無反射物的像素點(diǎn)。如圖1(c)中，Ui處的采樣數(shù)據(jù)Si (ti)不僅參與了(X，Z)點(diǎn)的成像計(jì)算，也參與了曲線段的1_上其他點(diǎn)的計(jì)算。是Ui處超聲換能器發(fā)射的聲場(chǎng)范圍內(nèi)的一段曲線，該曲線上的點(diǎn)距Ui的傳播時(shí)間ti均相同，但距離ri不一定相同。在第一層介質(zhì)中，超聲換能器在Ui處的聲場(chǎng)位于該換能器的半功率波束角βα5內(nèi)(即介于圖中從4處出發(fā)的兩條虛點(diǎn)線之間)，由于合成孔徑有效長度L同時(shí)也定義為L=Z X Ptl5，結(jié)合公式(2)，因此0^=0.84X71)。而在第二層介質(zhì)中，由于介質(zhì)發(fā)生改變，聲波在分界面處發(fā)生折射，原半功率波束角βα5的兩條邊界線也會(huì)發(fā)生折射(如圖1(c)中的虛點(diǎn)線)，從而Ui處超聲換能器的聲場(chǎng)范圍也會(huì)發(fā)生變化，但聲場(chǎng)仍位于兩條虛點(diǎn)線所表示的邊界線之間。所以，曲線段&_可以看作是當(dāng)折射點(diǎn)沿著第一層與第二層介質(zhì)之間的分界線在聲場(chǎng)范圍內(nèi)從左到右移動(dòng)時(shí)，超聲換能器在Ui處的采樣數(shù)據(jù)SiUi)在圖像上所走過的軌跡。當(dāng)?shù)诙咏橘|(zhì)與第一層的相同時(shí)，則無分層，此時(shí)該軌跡為一段以Ui為圓心、角度為β 0.5的圓弧；而當(dāng)兩層介質(zhì)不同時(shí)，該軌跡的形狀則與分界線的形狀有關(guān)。因此，從正向去綜合理解整體計(jì)算過程，采樣數(shù)據(jù)SiUi)在整幅圖像的成像計(jì)算中的功效就相當(dāng)于以數(shù)據(jù)值《isi(ti)/ri在圖像中畫了一段曲線如即曲線上各像素點(diǎn)的像素值在原L范圍內(nèi)，SiUi)所在的延時(shí)曲線上的所有數(shù)據(jù)(Stl Utl)至S^1(V1))所對(duì)應(yīng)的曲線段(irasA)至在圖像中的交點(diǎn)即為原逆向計(jì)算過程中的目標(biāo)反射物點(diǎn)(X，Z) O若在整幅圖像中僅考慮Ui處所有采樣數(shù)據(jù)Si⑴的功效，則對(duì)應(yīng)于一幅以Ui為中心的不規(guī)則的扇形圖1ui (如圖1(d))，即
權(quán)利要求
1.分層物體的合成孔徑聚焦超聲成像方法，其特征在于，依次含有以下步驟 步驟(I):構(gòu)建一個(gè)由一臺(tái)計(jì)算機(jī)、一個(gè)超聲換能器、一套定位控制器和一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器組成的一個(gè)基于合成孔徑聚焦技術(shù)和折射定律的用于對(duì)分層物體在深度和水平兩個(gè)方向形成的縱斷面上作無損傷超聲成像的系統(tǒng)，其中 所述超聲換能器設(shè)有與所述定位控制器的輸出端相連的脈沖信號(hào)輸入端，所述定位控制器的輸入端與所述計(jì)算機(jī)相應(yīng)的定位控制信號(hào)輸出端相連，所述超聲換能器還設(shè)有與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端相連的回波信號(hào)輸出端，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與所述計(jì)算機(jī)的回波采樣信號(hào)輸入端相連，所述超聲換能器由所述定位控制器控制，在被測(cè)物體表面以I步長/ms的固定速率移動(dòng)，所述定位控制器是控制所述超聲換能器移動(dòng)位置的傳動(dòng)裝置，其參數(shù)由所述計(jì)算機(jī)輸入， 被測(cè)物體沿X軸方向的水平長度為Xlmgth,均分為Xlmgth/Ax個(gè)區(qū)間，Λχ為區(qū)間長度，也是所述超聲換能器沿X軸從坐標(biāo)點(diǎn)(0,0)起向終點(diǎn)(Xlmgth, O)止每次移動(dòng)的步長,所述超聲換能器每次移動(dòng)所達(dá)到的點(diǎn)稱為探測(cè)點(diǎn)，共有M個(gè)，M = 1+Xlmgth/Ax，序號(hào)m=0，I, ···,M-1，所述定位控制器在每一個(gè)探測(cè)點(diǎn)處產(chǎn)生一個(gè)TTL晶體管-晶體管邏輯電平脈沖，觸發(fā)所述超聲換能器向被測(cè)物體的垂直于X軸的深度方向Z發(fā)射一個(gè)激勵(lì)脈沖，隨后超聲換能器轉(zhuǎn)為接收模式并開始計(jì)時(shí)，接收從被測(cè)物體反射的回波信號(hào)，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)所述超聲換能器在探測(cè)點(diǎn)m處接收到的回波信號(hào)進(jìn)行N次采樣并存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)中，采樣序號(hào)n=0, 1，…，N-1，采樣頻率為fs，fs的值為模數(shù)轉(zhuǎn)換器預(yù)設(shè)，記sm (η)為超聲換能器在第m個(gè)探測(cè)點(diǎn)處的第η次采樣得到的采樣值，sffl(η)的采樣時(shí)刻為t = n/fs ； 步驟(2):所述計(jì)算機(jī)從n=0開始依序讀取探測(cè)點(diǎn)m=0處的采樣值，然后，重復(fù)該過程依次讀取m=l，…，M-1各探測(cè)點(diǎn)處的采樣值； 步驟(3):取V = V1, V1為超聲在被測(cè)物體的第一層介質(zhì)中的傳播速度，使用合成孔徑聚焦超聲成像軟件包生成深度方向上Ztl=O至Zdepth-1區(qū)間的縱斷面圖像，Zdepth為預(yù)設(shè)的生成圖像的長度，即生成的圖像在縱向上用像素?cái)?shù)表示的深度值； 步驟(4):以步驟(3)得到的Ztl至Zdepth-1區(qū)間圖像塊作為輸入量，使用Canny算子邊緣提取軟件包提取第一層介質(zhì)與第二層介質(zhì)的分界線C1 (X，z)； 步驟(5):按以下步驟修正所述縱斷面上在分界線C1 (X，z)之下至Zdepth-1區(qū)間的圖像，以消除第一層與其他各層介質(zhì)間的不同質(zhì)而導(dǎo)致的誤差 步驟(5.1):取 m=0,記第 m 個(gè)探測(cè)點(diǎn)為 U(xu, O),其中,xu=m Δ χ/accuracy, accuracy 為圖像精度，即所生成的圖像上相鄰兩個(gè)像素點(diǎn)的間距，依次按以下步驟計(jì)算第m個(gè)探測(cè)點(diǎn)U(xu, O)處所對(duì)應(yīng)的扇形圖像 步驟(5.1.1):計(jì)算超聲換能器的半功率波束角βα5=0.84λ/1)，λ為超聲在被測(cè)物體中傳播時(shí)的波長，D為超聲換能器的直徑，并計(jì)算所述半功率波束角的左、右邊界線分別與分界線 C1 (X, Ζ)的左右兩個(gè)交點(diǎn) B1U1, Z1) >Br (xr, Zr),其中，X1=Xu-Z1 Xtg (O. 5 β 0 5)且滿足C1 (X1, Z1) =0, xr=xu+zr Xtg (O. 5 β ο 5)且滿足 C1 (xr, zr) =0 ； 步驟(5.1. 2):在分界線C1 (χ, ζ)上取折射點(diǎn)R(xK, ze) = B1 (x1； Z1)，計(jì)算歸一化的折射向量 Ρ = eiaxW-[efax(M·;) +石]。,其中，eta為所述被測(cè)物體中與分界線C1 (χ，ζ)相鄰的兩層介質(zhì)間的相對(duì)折射率，e是分界線上點(diǎn)R(Xr，zk)處的單位法向矢量，a =1.0-e/ayetax[1.0-(Rl/.e)x(M7.1)]，“ · ”為向量點(diǎn)積運(yùn)算，麗為從所述探測(cè)點(diǎn) U(xu，O)到折射點(diǎn)R(xK，zK)的歸一化的入射向量； 步驟(5. 1.3):計(jì)算折射矢量涵的斜率k，取直線上的初始點(diǎn)為R(xK，ζκ)，利用Bresenham直線掃描轉(zhuǎn)換軟件包,從折射點(diǎn)R開始,計(jì)算折射路徑上的所有像素點(diǎn)直到到達(dá)圖像的 左邊界X=O或者右邊界X=(M-1) Δχ/accuracy或者下邊界Z=Zdepth-1為止,記當(dāng)前折射點(diǎn)R為Rf，即Rf (xf，zf) =R(xE, zE)，并記折射路徑為RfEf，Ef為RfEf在圖像內(nèi)的終點(diǎn)，即折射路徑RfEf與圖像邊界的交點(diǎn)； 步驟(5.1. 4):取xg=xf+l，查找分界線C1 (χ，ζ)上當(dāng)前折射點(diǎn)Rf所在位置的下一個(gè)像素點(diǎn)Rg(xg, zg),點(diǎn)Rg的坐標(biāo)滿足C1 (xg, zg) =0,取Rg為新的折射點(diǎn)，即R(xK, ze) = Rg (xg, zg),執(zhí)行步驟(5.1. 2)和步驟(5.1. 3)，掃描轉(zhuǎn)換新的折射路徑RgEg,記終點(diǎn)為Eg ； 步驟(5.1. 5):計(jì)算當(dāng)前折射點(diǎn)Rg的折射路徑RgEg的終點(diǎn)Eg與上一個(gè)折射點(diǎn)Rf的折射路徑RfEf的終點(diǎn)Ef之間的距離Ad=| EfEg I,將分界線C1 (χ, ζ)上當(dāng)前折射點(diǎn)Rg與上一個(gè)折射點(diǎn)Rf之間的曲線段均分為Ad份，即插入Ad-1個(gè)點(diǎn)，插入點(diǎn)序號(hào)記為τ=1，2，···，Ad-1,對(duì)τ值以I為步長以τ =1為初始值循環(huán)執(zhí)行下述步驟(5.1. 5.1)直到τ = Ad止 步驟(5.1. 5.1):插值計(jì)算第τ個(gè)插入點(diǎn)Rt的坐標(biāo)，χ τ =Xf+ τ / Δ d, ζ τ = zf+(zg_zf)1/八山取折射點(diǎn)1 (知，4) = R, (χτ，ζτ)，執(zhí)行步驟(5.1.2)和步驟(5.1. 3)，掃描轉(zhuǎn)換從點(diǎn)Rt出發(fā)的折射路徑； 步驟(5.1. 6):取 Rf=Rg，Ef=Eg,執(zhí)行步驟(5.1. 4)和步驟(5.1. 5)； 步驟(5.1. 7):重復(fù)執(zhí)行步驟(5.1. 6)直到Xg=X^l止，即處理完分界線C1 (χ, ζ)上介T B1 (X1, Z1) iPBr(xr,zr)之間所有的折射點(diǎn)和折射路徑，得到第m個(gè)探測(cè)點(diǎn)U (xu，O)處所對(duì)應(yīng)的扇形圖像； 步驟(5. 2):依次取πι=1，···，Μ-1，重復(fù)執(zhí)行步驟(5.1)，生成所述縱斷面上在分界線C1 (χ, ζ)之下至Zdejpth-1區(qū)間的圖像； 步驟(6):以步驟(5)得到的分界線Cl (χ，ζ)之下至Zdepth-1區(qū)間的圖像塊作為輸入量，使用Canny算子邊緣提取軟件包提取所述分界線C1 (χ, ζ)至Zdepth-1之間的第二層介質(zhì)與第三層介質(zhì)的分界線C2 (X，ζ)，按照步驟(5)所述的方法修正所述縱斷面上在分界線C2 (χ，ζ)之下至Zdepth-1區(qū)間的圖像，以消除第二層與其下各層介質(zhì)間的不同質(zhì)而導(dǎo)致的誤差； 步驟(7):按步驟(6)所述的方法，處理剩余各條分界線，直到所述縱斷面中所有分界線處理完止，生成寬度為(M-1) Δ χ/accuracy+l個(gè)像素、長度為Zdejpth個(gè)像素的所述縱斷面的圖像。
全文摘要
分層物體的合成孔徑聚焦超聲成像方法屬于多層異質(zhì)物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)快速成像技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于，基于使用一個(gè)超聲換能器在多層異質(zhì)物體水平方向作等間距移動(dòng)探測(cè)的條件下，基于合成孔徑聚焦技術(shù)(SAFT)和折射定律，將原SAFT的實(shí)現(xiàn)過程改為以采樣數(shù)據(jù)在圖像上畫軌跡曲線的過程，并結(jié)合折射定律正向計(jì)算折射向量，利用直線掃描轉(zhuǎn)換技術(shù)得到折射路徑上的各像素點(diǎn)，從而提高成像速度。本發(fā)明既適用于僅在深度方向存在異種介質(zhì)的規(guī)則分層物體的超聲成像，也適用于在深度方向和水平方向上均存在異種介質(zhì)的非規(guī)則分層物體的超聲成像，且成像速度快，成像精度高。
文檔編號(hào)G01N29/06GK103018333SQ201210523789
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者秦開懷, 楊春 申請(qǐng)人:清華大學(xué)