[發明專利]激光超聲可視化圖像質量提升處理方法

在審

• 申請號: 201910036614.8
• 申請日: 2019-01-15
• 公開（公告）號: CN111435528A
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發明（設計）人: 張博;劉暢;張寶俊;李經明;劉芳;張雙楠;蔡桂喜
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

1.一種激光超聲可視化圖像質量提升處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)由激光超聲檢測系統采集得到三維超聲信號矩陣I(x,y,t)，即在激勵位置(x,y)處，t時刻采集到的超聲信號幅值為I，x、y、t與三維超聲矩陣的行、列、頁(幀)相對應；根據三維超聲矩陣I(x,y,t)，生成任意t時刻的超聲強度云圖u(x,y,I)，即獲得該幀下超聲波傳播的波場圖像；

步驟2)采用局部統計濾波算法對步驟1)中的超聲強度云圖u(x,y,I)進行散斑噪聲濾除處理，得到去噪后的超聲強度云圖

步驟3)采用拉普拉斯微分算子增強步驟2)中超聲強度云圖的高頻分量并削弱低頻分量，獲得經過圖像增強后的超聲強度云圖v，以凸顯缺陷區域；

步驟4)選擇權重因子ω和正則化系數λ，計算出入射波強度云圖

其中，D是z的二階導數矩陣Δ²z_i＝Dz＝(z_i-z_i-1)-(z_i-1-z_i-2)＝z_i-2z_i-1+z_i-2，W是向量w組成的對角陣，W＝diag(ω_i)；

步驟5)利用步驟2)中超聲強度云圖與步驟4)中的所得入射波強度云圖z進行相減計算，即可獲得入射波抑制之后的超聲強度云圖以抑制缺陷區域的入射波干擾，完成激光超聲可視化圖像處理過程。

2.根據權利要求1所述激光超聲可視化圖像質量提升處理方法，其特征在于，步驟2)中所述局部統計濾波算法是基于散斑噪聲統計模型其中u為被觀測到的超聲強度云圖，為無散斑噪聲的超聲強度云圖，n為乘性噪聲；在超聲強度云圖中某一個像素采樣均值和方差等于其像素鄰域局部均值和方差的條件下，根據最小平方估計計算得到其中和分別表示去噪后的圖像強度和平均值；增益因子其中

3.根據權利要求1所述激光超聲可視化圖像質量提升處理方法，其特征在于，步驟3)中所述拉普拉斯微分算子是對于一幅圖像超聲強度云圖定義考慮45°和135°對角方向，其拉普拉斯微分算子模板為

4.根據權利要求1所述激光超聲可視化圖像質量提升處理方法，其特征在于，步驟3)中所述入射波強度云圖是通過求取目標函數的最小值計算而得，其中W是向量w組成的對角陣，即W＝diag(ω_i)；D是z的二階導數矩陣；權重因子ω采用非對稱方式進行選擇，引入參數p，當d_i0時，ω_i＝p；當d_i≤0時，ω_i＝1-p；通常p取值在0.001-0.1之間，λ取值在10²-10⁹之間。