[發明專利]一種基于SoS函數調制的自適應超聲圖像去偽影方法

在審

• 申請號: 202211078493.1
• 申請日: 2022-09-05
• 公開（公告）號: CN115372473A
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 宋壽鵬;陳丹
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06;G01N29/44
• 代理公司: 南京智造力知識產權代理有限公司 32382
• 代理人: 汪芬

本發明公開了一種基于SoS函數調制的自適應超聲圖像去偽影方法，利用常規超聲檢測時測得的超聲回波信號，用SoS函數進行調制，得到變換域信號，再對調制后的變換域信號等間隔低速率采樣，獲取調制信號的離散序列值，再對離散序列進行離散傅里葉變換，得到原始超聲回波信號的傅里葉系數序列，利用譜估計算法對超聲回波信號參數進行估計，獲取超聲檢測信號的特征參數，并結合超聲傳感器波形進行回波信號的自適應波形重構，利用重構后的信號進行聲學成像，得到無偽影的超聲偽彩色圖像。本發明有效剔除了超聲圖像的偽影，且保留了缺陷的位置、形態和大小等信息，適用于工業超聲成像，具有很好的應用前景。

技術領域

本發明涉及無損檢測技術領域，具體涉及一種基于SoS函數調制的自適應超聲圖像去偽影方法。

背景技術

工業超聲檢測是利用超聲波束掃描被測試件，接收到目標體回波信號，利用超聲成像算法對被測試件的缺陷回波信息進行可視化處理，形成超聲圖像。在圖像中能直觀顯示缺陷的位置、大小和形態等信息，使得檢測人員可以從圖像上對被測試件缺陷進行觀察，為缺陷檢測與評估提供依據。工業超聲圖像的偽影是指在非目標區域形成的非目標影像，由原理性誤差和隨機誤差產生，偽影的存在會影響對實際缺陷的準確判斷。

偽影產生的原因主要有三種，第一種是由成像時空間聲場解算的算法造成的，屬于原理性誤差產生范疇，該種原因產生的偽影有時也稱為等聲程線造成的偽影；第二種是由超聲回波信號拖尾現象造成的，屬于隨機性誤差產生范疇，接收的回波信號余振使回波持續時間加長，這些拖尾信號幅值不為零，在解算聲場時誤認為有用回波信號；第三種是由隨機噪聲造成的偽影，呈隨機分布特性，使圖像變得模糊不清。盡管有不少方法應用于超聲圖像的偽影去除中，取得了一定的去偽影效果，但并沒有全部解決由這三種原因產生的偽影。比如通過對聲場解算中有效等聲程線的判別，可以有效去除等聲程線造成的偽影；用阻尼大的傳感器或接收電路可以減弱回波信號的拖尾現象；用濾波的方法可以濾除部分回波噪聲，但偽影問題一直是超聲成像領域的共性難題，并沒有一種方法可有效去除這些偽影。

針對超聲圖像產生的偽影問題，本發明提出了一種基于SoS函數調制的自適應超聲圖像去偽影方法，利用SoS函數對傳感器檢測處理采集到的超聲回波信號進行調制，等間隔采樣獲取到離散信號采樣序列值，再通過運算對離散信號采樣序列離散傅里葉變換，得到原始聲回波信號信號的傅里葉系數信息，利用譜估計算法實現信號參數估計，根據高斯脈沖函數自適應重構原始信號，最后對其進行聲學成像，獲得剔除偽影后的缺陷超聲圖像。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供到一種基于SoS函數調制的自適應超聲圖像去偽影方法，可以對超聲傳感器檢測到試件缺陷的信號進行校正，通過成像算法得到去除偽影的超聲圖像。該方法在保留了超聲圖像缺陷信息的基礎上，偽影剔除效果顯著，可提高缺陷評估的準確性和效率。

為了實現上述發明目的，本發明提供的技術方案如下：一種基于SoS函數調制的自適應超聲圖像去偽影方法，包括以下步驟：

1)利用超聲傳感器對被測試件進行檢測，接收回波信號，并對回波信號進行放大、濾波和取包絡處理，獲取每次掃描得到的超聲回波信號x(t)；

2)利用SoS函數對超聲回波信號x(t)進行幅值調制，得到變換域信號y(t)；

3)對變換域信號y(t)等間隔采樣，獲得變換域信號的離散稀疏采樣序列y[n]；

4)對離散稀疏采樣序列y[n]進行離散傅里葉變換，其傅里葉系數包含有超聲回波信號的信息；

5)應用譜估計算法對傅里葉系數進行參數估計，得到超聲回波信號的時延和幅值參數，并結合超聲傳感器發射波形進行超聲回波信號波形重構；

6)利用重構后的超聲回波信號進行聲學成像，得到去除偽影的超聲偽彩色圖像。