超聲相控陣成像關(guān)鍵算法研究.pdf

1、因超聲波在方向性、穿透力、能量等方面的優(yōu)勢(shì)以及相控聲束的偏轉(zhuǎn)聚焦特性，超聲相控陣成像檢測(cè)在核電、醫(yī)療、建筑、冶金等領(lǐng)域起著至關(guān)重要的作用。在檢測(cè)設(shè)備硬件技術(shù)逐漸成熟的今天，超聲成像設(shè)備檢測(cè)性能的提高主要依靠成像算法的改進(jìn)和創(chuàng)新。
　　本文從超聲發(fā)射、接收及后處理出發(fā)，重點(diǎn)研究了超聲相控陣成像算法、成像后處理和全矩陣-全聚焦成像算法，以簡(jiǎn)化成像系統(tǒng)、提高成像分辨率。分析旁瓣、柵瓣的產(chǎn)生機(jī)理得到了相控陣探頭參數(shù)優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)和變跡技術(shù)窗口選

2、擇依據(jù)，再結(jié)合波束聚焦、掃查模式的研究改進(jìn)了線性掃查模式，并提出了單掃查成像算法，綜合這些超聲相控陣成像技術(shù)建立了基于matlab+field II的仿真模型，通過模擬單點(diǎn)聚焦、分段聚焦和動(dòng)態(tài)孔徑聚焦可知三種聚焦技術(shù)的成像分辨率依次增加，尤其是動(dòng)態(tài)孔徑聚焦能夠在不同深度保持相同的縱向分辨率。為了進(jìn)一步提高成像分辨率，研究了成像后處理，主要分為以下三個(gè)方面：相關(guān)延時(shí)補(bǔ)償方法能夠不參考相控發(fā)射延時(shí)量完成延時(shí)補(bǔ)償，還可校正系統(tǒng)通道間時(shí)間誤差和

3、相控延時(shí)計(jì)算誤差，增強(qiáng)了聲束合成幅度和圖像對(duì)比度；相干技術(shù)是一種利用超聲波相位智能濾波的降噪技術(shù)，其優(yōu)勢(shì)在于無需調(diào)整帶寬、濾波器類型等參數(shù)；依據(jù)圖像閾值、聲波衰減規(guī)律提出的時(shí)間增益控制方法改善了由聲波衰減、對(duì)比度下降所導(dǎo)致的缺陷漏檢現(xiàn)象。在研究全矩陣-全聚焦成像算法中發(fā)現(xiàn)全矩陣的兩元素（回波）在對(duì)應(yīng)時(shí)刻幅值相等，那么只需使用部分元素即可虛擬聚焦成像?；诖怂枷氡疚囊腱o態(tài)1/2矩陣方法和動(dòng)態(tài)合成矩陣方法，可降低約50％的數(shù)據(jù)處理量，在一