[發明專利]一種高分辨率超聲掃描顯微鏡的加速處理方法

有效

• 申請號: 201710436901.9
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107091881B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 鄧勝強;黃曉鵬;程秀全;鄭佳晶;宋婉貞;譚立杰;雒曉文
• 申請（專利權）人: 北京半導體專用設備研究所（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: 北京中建聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11004
• 代理人: 宋元松;朱麗巖

本發明涉及一種高分辨率超聲掃描顯微鏡的加速處理方法，包括步驟：設置超聲掃描參數，啟動掃描流程；開辟兩個線程以并行方式進行大規模超聲數據的采集和處理，數據采集通過設置專用超聲數據門的方式，針對感興趣區域的超聲回波信號進行采集，數據處理通過直接內存存取DMA技術高速讀取并實時簡化單個采樣點的超聲A波形數據；掃描結束后，將每個掃描點簡化后的超聲成像關鍵數據合并，通過設置的圖像生成方式形成對應的超聲掃描圖像；通過實時抽樣方法將大尺寸超聲圖像轉換為顯示控件大小再進行實時顯示。本發明能夠加速高分辨超聲掃描顯微鏡掃描過程中對海量超聲數據的采集和處理，使整個系統具有極高的實時性。

技術領域

本發明涉及超聲波無損檢測技術領域，具體涉及一種高分辨率超聲掃描顯微鏡的加速處理方法。

背景技術

超聲掃描顯微鏡主要利用不同材料對超聲波聲阻抗、對聲波的吸收以及反射的不同，來探測材料內部的結構、缺陷等，可以實現在不破壞材料的前提下進行檢測，可以檢測材料內部的晶格結構、內部裂紋、分層缺陷、空洞、氣泡等等。由于采用高頻(15MHz-2GHz)的超聲系統，超聲掃描顯微鏡具有極高的分辨率，因此特別適用于集成電路、MEMS、大功率電力電子器件、航空電子及材料等領域的失效分析及質量控制。

隨著現代電子技術的發展，越來越多精密且體積微小的器件問世并得到廣泛的應用，其內部結構及制作工藝復雜，缺陷尺寸僅為幾個微米甚至更小，需要采用高分辨(最高可達0.75um)的超聲掃描顯微鏡實施檢測。在掃描檢測的過程中，高分辨率的超聲掃描顯微鏡需要采集和處理海量的超聲數據，且對實時性要求很高，傳統方法難以滿足，亟待新的方法。

發明內容

本發明的目的在于解決上述的技術問題而提供一種高分辨率超聲掃描顯微鏡的加速處理方法，解決了超聲掃描顯微鏡在實現高分辨率掃描檢測的情況下的海量數據采集和處理的低效率造成實時性差的問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種高分辨率超聲掃描顯微鏡的加速處理方法，包括步驟：

S1.設置超聲掃描參數，然后啟動掃描；

S2.開辟兩個數據處理線程以并行方式進行大規模超聲數據的采集和處理，數據采集通過設置專用超聲數據門的方式，使僅針對感興趣區域的超聲回波信號采集，并根據設置的掃描區域判斷是否掃描完畢，若在掃描中，則繼續數據采集，掃描結束，則進行步驟S22；數據處理線程通過以下步驟進行數據處理：

S21.判斷并等待采集卡緩存內的超聲數據量是否滿足設定數據量，滿足則進行步驟S22；不滿足則繼續等待；

S22.通過直接內存存取DMA技術高速將采集卡緩存中的超聲數據載入到內存；

S23.對每個掃描點的全超聲A波形數據簡化，保留生成超聲掃描圖像所需預定數據；

S24.根據設置的掃描區域判斷是否掃描完畢，若在掃描中，則進行步驟S21，掃描結束，則進行步驟S3；

S3.將每個掃描點簡化后的超聲數據合并，并通過設置的超聲圖像生成方式，形成相應的超聲掃描圖像；

S4.獲取超聲圖像顯示控件的尺寸，計算超聲圖像顯示控件的尺寸與生成的大尺寸圖像之間的長寬比值，通過抽樣方法將大尺寸超聲圖像轉換為控件大小再進行實時顯示。

所述感興趣區域為待掃描器件內部某一特定的界面區域，所述專用超聲數據門覆蓋該感興趣區域，以使該感興趣區域的超聲回波信號被采集。

步驟S21中，所述設定數據量由用戶提前設定。

所述預定數據包括如正峰值、負峰值以及對應的時間軸位置；所述超聲掃描圖像包括正峰值圖像、負峰值圖像、TOF圖像以及相位圖像。