一种基于反距离权重的高分辨力超声频域全聚焦方法技术

本发明专利技术属于无损检测领域，提出了一种基于反距离权重的高分辨力超声频域全聚焦方法。使用全聚焦信号采集系统和相控阵探头进行全聚焦信号采集，结合采样频率、声速、探头阵元间距，确定待测区域离散网格点之间的位置关系，构建各点的反距离权重函数，扩展频域成像所用全聚焦信号；对扩展后的全聚焦信号进行傅里叶变换，利用横向和纵向波数计算相应的迁移因子，通过逐层递推获得高分辨力的频域全聚焦图像，最终实现缺陷检出和定量。该方法一定程度上摆脱了频域算法和探头间距带来的横向分辨力的限制，具有分辨力高、图像平滑的优点，对于邻近缺陷有较好的识别能力，具有一定的工程应用前景。用前景。用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于反距离权重的高分辨力超声频域全聚焦方法


[0001]本专利技术涉及无损检测领域，尤其涉及一种基于反距离权重的高分辨力超声频域全聚焦方法。

技术介绍

[0002]全聚焦方法是近年来新兴的一种超声无损检测技术，与相控阵超声成像相比，该方法可以通过定义高密度网格，并对检测区域进行逐点聚焦，从而获得良好分辨力。然而，基于延时叠加的时域全聚焦方法成像时间长、效率低，限制了其实际应用(章东，桂杰，周哲海.超声相控阵全聚焦无损检测技术概述[J].仪器仪表学报)。为解决这一问题，基于波场外推的频域全聚焦方法得到发展，通过逐层递推反演成像，实现成像区域网格点幅值的逐行累积，提高了成像效率，同时具有更高信噪比(陈尧，冒秋琴，陈果，等.基于Omega
‑
K算法的快速全聚焦超声成像研究[J].仪器仪表学报)。
[0003]现有超声频域全聚焦方法研究大多集中于提高成像效率，以及多层介质成像算法改进。然而，方法应用时的横向分辨力受制于最大横向波数与阵元间距。阵元间距越大，空间采样间隔越大，则成像所用的波数范围减小，导致信号幅值随阵元和目标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于反距离权重的高分辨力超声频域全聚焦方法，其特征在于，该基于反距离权重的高分辨力超声频域全聚焦方法采用全聚焦信号采集系统(1)和相控阵探头(2)进行全聚焦信号采集获得原始数据；结合采样频率、声速、探头阵元间距，确定待测区域离散网格点之间的位置关系，构建各网格点的反距离权重函数；根据反距离权重函数对原始数据进行插值，扩展频域成像所用全聚焦信号；对扩展后的全聚焦信号进行傅里叶变换，利用横向波数和纵向波数计算迁移因子，通过逐层递推获得高分辨力的频域全聚焦图像，最终实现缺陷检出和定量；具体包括步骤如下：步骤1.确定检测参数针对待测样品的材料、形状、尺寸信息以及待检测区域范围，确定相控阵探头(2)的型号、阵元数量和中心频率；步骤2.采集全聚焦信号利用全聚焦信号采集系统(1)及阵元数为n、探头阵元间距为l的相控阵探头(2)采集信号，得到包含n2个A扫描信号的全聚焦信号S；将由阵元i发射，阵元j接收的A扫描信号定义为S
ij
，其中，1≤i≤n，1≤j≤n；每个A扫描信号具有Nt个数据点，全聚焦信号S维度为n
×
n
×
Nt；步骤3.待测区域网格划分及反距离权重数据扩展将待测区域离散网格化，网格点即为各成像点位置，共计Nt
×
n个网格点；相邻网格点横向间隔等于阵元间距l，迁移深度d通过下式得到式中，v表示待测样品中的声速，fs表示采样频率；在全聚焦信号S中等间隔设置填充点，填充点处填充幅值为0的A扫描信号，得到扩展后的全聚焦信号S
interp
，其维度为N
×
N
×
Nt，N为数据扩展后的横向网格点数量，N＞n，共计N
×
Nt个离散网格点；通过反距离权重函数处理对填充点进行逐点重新赋值；计算扩展后的全聚焦信号S
interp
中各填充点与第p个相邻全聚焦信号数据点的距离dis
p
(x
new
,y
new
)，如下式所示：式中，x
p
、y
p
表示第p个相邻全聚焦信号数据点的横坐标、纵坐标，x
new
、y
new
表示填充点的横坐标、纵坐标；对a个相邻全聚焦信号数据点进行幅值重构，反距离权重函数ele
p
(x

【专利技术属性】
技术研发人员：金士杰，李潇，罗忠兵，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：