[發(fā)明專利]一種全聚焦與相控陣雙掃查成像方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010562565.4
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號(hào): CN111812205B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡慶生;李振寧;駱琦;韓松
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州多浦樂電子科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N29/06
• 分類號(hào): G01N29/06;G01N29/44
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 郭浩輝;麥小嬋

本發(fā)明提供了一種全聚焦與相控陣雙掃查成像方法，在進(jìn)行相控陣與全聚焦雙掃查成像時(shí)，通過在全聚焦的成像時(shí)間段內(nèi)同時(shí)并行進(jìn)行相控陣的發(fā)射接收模塊控制以及聚焦成像處理，一方面避免了兩種方式的互相干擾，保證兩種成像方式都能正常工作，另一方面又有效的提升整個(gè)系統(tǒng)的成像幀率，從而滿足實(shí)際應(yīng)用中的實(shí)時(shí)性要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超聲檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種全聚焦與相控陣雙掃查成像方法。

背景技術(shù)

超聲檢測技術(shù)是工業(yè)無損檢測領(lǐng)域的一種常用方法，在實(shí)際的超聲檢測中應(yīng)用很廣泛。超聲相控陣檢測成像技術(shù)是由多條A掃數(shù)據(jù)組成，在不同的A掃數(shù)據(jù)處理上，通過控制各個(gè)陣元的脈沖信號(hào)的發(fā)射時(shí)延和接收時(shí)延，來實(shí)現(xiàn)該條A掃超聲聲束的聚集、偏轉(zhuǎn)，多條A掃數(shù)據(jù)組成一幀B掃或C掃圖像。超聲相控陣檢測成像技術(shù)具有快速、準(zhǔn)確和適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，得到的圖像幀率比較高。

但是，超聲相控陣在每條A掃數(shù)據(jù)上只能進(jìn)行單點(diǎn)的聚焦掃查檢測，在檢測精度和準(zhǔn)確性方面有所欠缺。超聲全聚焦成像技術(shù)是近年來興起的一種超聲無損檢測技術(shù)。超聲全聚焦成像技術(shù)能夠?qū)Ρ粰z物體內(nèi)的任意區(qū)域內(nèi)的任意多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行聚焦成像，檢測精度高，缺陷表征更精確。但全聚焦成像技術(shù)需對圖像逐點(diǎn)進(jìn)行聚焦運(yùn)算處理，成像點(diǎn)越多，運(yùn)算越復(fù)雜，全聚焦成像需要耗費(fèi)的時(shí)間越長，成像幀率越低。

目前的超聲檢測設(shè)備上往往帶有超聲相控陣成像功能和全聚焦成像功能，由于超聲相控陣檢測成像技術(shù)能夠同時(shí)激發(fā)所有陣元進(jìn)行超聲發(fā)射，而超聲全聚焦成像技術(shù)每次都是激發(fā)單個(gè)陣元，因而某些情況下如檢測較厚物體的內(nèi)部的缺陷，超聲相控陣檢測成像技術(shù)的缺陷回波信號(hào)信噪比可能會(huì)更好，因此實(shí)際應(yīng)用中，為能清晰精準(zhǔn)得到被檢物體內(nèi)的所有缺陷的成像圖，會(huì)同時(shí)使用超聲相控陣檢測成像技術(shù)與超聲全聚焦成像技術(shù)對被檢物體進(jìn)行掃查檢測，掃查時(shí)，按時(shí)間先后先進(jìn)行相控陣掃查檢測得到一幀相控陣缺陷圖像，再進(jìn)行全聚焦掃查得到一幀全聚焦缺陷圖像，接著進(jìn)行相控陣掃查檢測，如此反復(fù)，如附圖3所示。可以在掃查時(shí)實(shí)時(shí)得到兩幅缺陷成像圖，但由于同時(shí)使用這兩種檢測成像技術(shù)進(jìn)行掃查，整個(gè)系統(tǒng)的成像幀率會(huì)被大大降低，難以滿足實(shí)際應(yīng)用的實(shí)時(shí)性要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種全聚焦與相控陣雙掃查成像方法，以解決上述技術(shù)問題，從而能夠在同時(shí)進(jìn)行全聚焦掃查成像和相控陣掃查成像時(shí)，提升系統(tǒng)的成像幀率，滿足實(shí)際應(yīng)用中的實(shí)時(shí)性要求。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種全聚焦與相控陣雙掃查成像方法，包括步驟：

S1、根據(jù)預(yù)設(shè)的檢測范圍、預(yù)設(shè)的全聚焦成像分辨率及預(yù)設(shè)的成像幀率，將成像時(shí)間劃分為若干個(gè)全聚焦幀周期，并把每一所述全聚焦幀周期劃分為N個(gè)內(nèi)同步周期，其中每一所述內(nèi)同步周期包括采樣時(shí)間段tc和成像處理時(shí)間段tp；

S2、根據(jù)所述預(yù)設(shè)的全聚焦成像分辨率生成全聚焦圖像G1，同時(shí)根據(jù)預(yù)設(shè)的相控陣成像所需A掃數(shù)據(jù)數(shù)量T以及每一A掃數(shù)據(jù)的采樣點(diǎn)數(shù)r生成相控陣圖像P，并將所述全聚焦圖像G1和所述相控陣圖像P中的所有像素值均初始化為0，繼而計(jì)算所述成像處理時(shí)間段tp內(nèi)所能完成處理A掃數(shù)據(jù)的最大數(shù)量m＝tp/tc，將所述成像處理時(shí)間段tp劃分為m個(gè)A掃周期，并依次對每一A掃周期設(shè)置標(biāo)識(shí)號(hào)；繼而并行執(zhí)行步驟S3、步驟S4；

S3、在當(dāng)前全聚焦成像幀周期的第i個(gè)內(nèi)同步周期的采樣時(shí)間段，運(yùn)行全聚焦陣元控制模式進(jìn)行超聲激發(fā)，并存儲(chǔ)接收到的回波信號(hào)；在所述第i個(gè)內(nèi)同步周期的成像處理時(shí)間段，對該回波信號(hào)進(jìn)行全聚焦運(yùn)算成像處理得到前i個(gè)陣元進(jìn)行超聲激發(fā)后的聚焦圖像Gi；重復(fù)執(zhí)行步驟S3，直到i等于N時(shí)執(zhí)行步驟S5；