[發明專利]超聲掃描顯微鏡C掃描TOF圖像的構建方法

有效

• 申請號: 200910075710.X
• 申請日: 2009-10-16
• 公開（公告）號: CN101692069A
• 公開（公告）日: 2010-04-07
• 發明（設計）人: 姚立新;許博;邱軍;黃曉鵬;費玖海;連軍莉;宋麗娟
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十五研究所
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 張貳群

技術領域

本發明涉及超聲掃描顯微鏡設備對采集到的數據處理技術領域，尤其是一種C 掃描TOF圖像構建方法。

背景技術

隨著電子產品的生產規模越來越大，品種越來越多，電路的集成化程度和生產自 動化程度也相應的提高，同時對器件的質量要求也越來越高，為保證器件的可靠性， 對封裝好的器件進行無損檢測是不可缺少的流程，而超聲掃描顯微鏡能夠檢測X射線 檢測不敏感的分層、空洞、裂縫等缺陷而應用越來越廣泛。超聲掃描顯微鏡是通過運 動執行機構掃描軸與步進軸的配合進行光柵式運動，在掃描軸運動的同時發射超聲波 并接收反射回波，將反射回波的模擬信號轉換為數字信號，并通過各種轉換算法構建 不同種類的檢測圖像。超聲掃描顯微鏡的常規檢測方式包括A掃描波形、B掃描圖像、 C掃描峰值圖像、C掃描TOF圖像、C掃描相位反轉圖像、分層掃描圖像等。

C掃描TOF圖像是超聲掃描顯微鏡主要的一種檢測方式，它是根據獲得反射回波 峰值時間先后構建平面圖像，先獲得峰值的位置圖像像素灰度值較高，后獲得峰值的 位置圖像像素灰度值較低，通過獲得圖像可以判斷被檢測目標的深度位置，圖像亮度 較高的點說明超聲傳播的時間較短，距離前表面較近。現有的TOF掃描圖像構建方法 為：1、在A掃描波形上設置數據門，也就是設置檢測區域及信號閾值；2、掃描過程 中當位置計數達到設置數值時通過軟件觸發的方式觸發超聲波的發射，3、軟件將數 據門區域內的所有點波形峰值信號到達時間進行比較，獲得到達時間的最大值和最小 值。4、取出每一點的峰值的到達時間，并轉換為灰度值，進而構建出C掃描TOF圖 像。這種現有的TOF掃描圖像構建算法由于超聲波觸發及數據采集都采用軟件處理， 觸發位置不夠準確，檢測區域內每一點峰值的到達時間也不準確，且由于軟件處理數 據量大，導致圖像構建速度慢。

發明內容

本發明的目的是提供一種超聲掃描顯微鏡C掃描TOF圖像的構建方法，采用的光 柵尺同步位置觸發產生超聲波解決了現有技術中軟件觸發位置不準確的缺點，具有構 建圖像位置準確、精度高等優點。如采用前表面跟隨技術，可解決算法對被測目標表 面平面度及放置要求較高、獲得峰值到達時間不準確的缺點；如采用硬件判別峰值， 返回正負峰值和到達正負峰值時間值的方法，可減少了軟件處理數據量，提高了圖像 構建速度。

本本發明的主要技術方案是：一種超聲掃描顯微鏡C掃描TOF圖像的構建方法， 其特征在于具有以下步驟：

a、設置C掃描數據門，以確定檢測區域和閾值電壓：

b、掃描并發射超聲波：掃描過程中對上述的每個位置點發射超聲波，采用的光 柵尺同步位置觸發產生超聲波：即采用光柵尺作為反饋裝置，當光柵尺計數達到預設 置值時自動硬件觸發產生超聲波，并接收反射回波，采用硬件判別峰值，提取出每一 個點在數據門區域中返回信號到達峰值的時間，即峰值時間；

c、對該點的峰值時間做數據處理，按照一定的方法轉換成對應的灰度值：如果 正峰值和負峰值同時都找到，再比較它們的絕對值大小，將絕對值較大的那個峰值到 達時間作為峰值時間，將其轉換為對應的灰度值；如果正負峰值中只找到一個，則將 該峰值的到達時間作為峰值時間，將其轉換為對應的灰度值；如果正負峰值都沒有找 到，則直接將該點灰度值賦值為0。

d、將每一個點對應的灰度值輸出到屏幕上構建灰度圖像。

所述的a步驟中，可以采用前表面跟隨技術：設置前表面數據門，獲得前表面反 射回波負峰值時間坐標，設置數據門的時間坐標為前表面反射回波信號負峰值時間坐 標的相對坐標。

所述的b步驟中，只返回數據門內的正負峰值及時間值，減少軟件處理數據量。

所述的b步驟中，記錄被測目標前表面反射回波負峰值的時間，并將該時間作為 數據門的參考時間，數據門的起始時間為該時間的相對值，解決由于被測目標表面不 平整或放置傾斜造成數據門設置不準確的問題，解決了獲得峰值到達時間不準確的問 題。