[發明專利]基于傳播路徑網格剖分的超聲透射模式層析成像方法

有效

• 申請號: 201711489380.X
• 申請日: 2017-12-30
• 公開（公告）號: CN108287199B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 董峰;張濰;譚超
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N29/44
• 分類號: G01N29/44
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

1.一種基于傳播路徑網格剖分的超聲透射模式層析成像方法，以被測區域的中心點為坐標原點，構建平面直角坐標系，在該直角坐標系中構建圖像矩陣記為I，該矩陣每一個元I_(x,y)表示距離坐標原點x軸為x，y軸為y的點的圖像值，矩陣初始化為I_(x,y)＝0，設在被測區域邊界分布有N個超聲傳感器，任意兩條超聲傳感器的連線為超聲傳播路徑，共有條超聲傳輸路徑，這些超聲傳輸路徑的交點構成一個N×N的網格矩陣P，其中，元素P_φτ為一個數組，表示第φ條傳輸路徑與第τ條傳輸路徑之間的交點坐標集：P_φτ＝{(x_φτ,y_θτ)|(x_φτ,y_φτ)∈p}，其中p為超聲傳播路徑所經過的坐標值；成像方法如下：

1).獲取物場中有物體和空場時超聲透射模式層析成像系統邊界測量數據：物場中存在物體時超聲邊界測量電壓矩陣為V，其每個元素V_ij表示由第i個超聲傳感器發射超聲波，由第j個超聲傳感器接收的超聲波邊界測量電壓值；空場時超聲邊界測量電壓矩陣為V⁰，其元素V_ij⁰表示由第i個超聲傳感器發射超聲波，由第j個超聲傳感器接收的超聲波邊界測量電壓值，i,j∈1,2,…,N；

2).計算有物體測量矩陣與空場測量矩陣差值，ΔV＝V-V⁰，該差值矩陣為超聲波在傳輸路徑上由于被測區域存在物體而產生的衰減；

3).計算每條超聲傳輸路徑上，背景介質均一時產生的聲壓理論衰減值：式中，為聲壓理論衰減值，E_s為發射超聲波聲壓，α為當前介質中超聲衰減系數，x₀為收發傳感器間的距離；設表示超聲傳感器測量的電壓理論衰減值，表示第i個傳感器發射且第j個傳感器接收時的超聲理論衰減，在傳感器上聲壓與電壓成正比其中δ為傳感器聲電轉換系數由傳感器決定；

4).計算邊界測量電壓衰減率其中λ_ij代表第i個傳感器發射且第j個傳感器接收時的衰減率；

5).利用λ_ij更新矩陣I：當i，j遍歷完成，對矩陣I沿著剖分網格中傳播路徑線進行平滑插值即為圖像。