本文關(guān)鍵詞：基于遺傳算法的超聲稀疏陣列成像方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著人們對于無損檢測技術(shù)的重視程度以及對于成像質(zhì)量要求的不斷提高,全聚焦超聲成像技術(shù)以其高分辨率、高對比度的特點(diǎn)在超聲無損檢測及評估領(lǐng)域受到了很大的關(guān)注,是近年來極具發(fā)展?jié)摿Φ某上窦夹g(shù)之一。然而這一成像方法需要采集和處理龐大的數(shù)據(jù)量,同時(shí)消耗大量的時(shí)間,較低的成像效率限制了其在工業(yè)實(shí)時(shí)檢測與成像中的廣泛應(yīng)用。為了提高全聚焦成像技術(shù)的實(shí)現(xiàn)效率,同時(shí)最大程度地保證超聲檢測性能和成像質(zhì)量,本文將陣列稀疏化方法應(yīng)用于全聚焦超聲成像技術(shù)中,并利用遺傳算法對稀疏陣列的檢測性能進(jìn)行了優(yōu)化研究。首先建立了全聚焦超聲成像算法的數(shù)學(xué)模型,基于有效孔徑理論研究了陣列稀疏化的實(shí)現(xiàn)方法,通過FieldⅡ軟件仿真和標(biāo)準(zhǔn)缺陷檢測實(shí)驗(yàn)分別進(jìn)行了不同稀疏率陣列的檢測成像,在稀疏率為0.25時(shí)提高了成像效率41.7%,驗(yàn)證了該方法的可行性和有效性。然后根據(jù)稀疏陣列優(yōu)化的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了遺傳算法的編碼方式、目標(biāo)函數(shù)以及交叉變異算子等,成功地應(yīng)用遺傳算法對稀疏線陣的檢測性能進(jìn)行了優(yōu)化,優(yōu)化后的稀疏陣列具有良好的主旁瓣特性,實(shí)驗(yàn)檢測圖像的信噪比提高了5.3 dB。最后通過仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,從遺傳算法優(yōu)化參數(shù)對于算法搜索效率和全局收斂性的影響、周期性與非周期性稀疏陣列成像對比以及不同位置陣元與檢測性能的關(guān)系等方面進(jìn)行了分析和討論。結(jié)果表明陣列稀疏化在保證一定成像質(zhì)量的前提下能有效提高全聚焦成像效率,遺傳優(yōu)化算法的應(yīng)用明顯改善了稀疏陣列的檢測性能。
【關(guān)鍵詞】：遺傳算法 稀疏陣列 超聲全聚焦成像 成像效率 旁瓣水平
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB553;TP18
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-15
• 1.1 研究背景及意義11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)及內(nèi)容安排13-15
• 第2章 相控陣超聲檢測基本理論15-29
• 2.1 超聲檢測基本原理15-18
• 2.2 相控陣超聲檢測技術(shù)18-21
• 2.2.1 相控陣檢測基本原理18-19
• 2.2.2 相控陣發(fā)射與接收19-21
• 2.3 相控陣聚焦法則21-22
• 2.4 相控陣掃查與視圖22-28
• 2.4.1 相控陣掃查方式22-24
• 2.4.2 相控陣檢測視圖24-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 基于稀疏陣列方法的全聚焦超聲成像29-40
• 3.1 全聚焦超聲成像技術(shù)29-33
• 3.1.1 全矩陣采集技術(shù)29-31
• 3.1.2 全聚焦成像算法31-33
• 3.2 稀疏陣列設(shè)計(jì)方法33-35
• 3.3 全聚焦成像仿真結(jié)果35-38
• 3.3.1 單點(diǎn)缺陷仿真36
• 3.3.2 多點(diǎn)缺陷仿真36-37
• 3.3.3 成像效率的改善37-38
• 3.4 本章小結(jié)38-40
• 第4章 基于遺傳算法的稀疏陣列優(yōu)化40-51
• 4.1 遺傳算法基本理論40-43
• 4.1.1 遺傳算法的基本構(gòu)成要素40-42
• 4.1.2 遺傳算法的運(yùn)算流程42-43
• 4.2 稀疏陣列優(yōu)化方法43-46
• 4.2.1 目標(biāo)函數(shù)的確定43-44
• 4.2.2 種群初始化44-45
• 4.2.3 交叉與變異算子45-46
• 4.3 遺傳優(yōu)化仿真結(jié)果46-49
• 4.4 本章小結(jié)49-51
• 第5章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析51-64
• 5.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境及參數(shù)51-52
• 5.2 稀疏陣列的成像質(zhì)量分析52-57
• 5.2.1 成像分辨率的影響53-56
• 5.2.2 圖像信噪比的影響56-57
• 5.3 遺傳優(yōu)化成像結(jié)果及參數(shù)影響57-61
• 5.3.1 遺傳優(yōu)化成像結(jié)果57-59
• 5.3.2 遺傳優(yōu)化參數(shù)的影響59-61
• 5.4 陣列分布與檢測性能分析61-63
• 5.4.1 周期性與非周期性陣列61-62
• 5.4.2 端點(diǎn)及中心陣元的影響62-63
• 5.5 本章小結(jié)63-64
• 總結(jié)與展望64-66
• 致謝66-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及科研成果72

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于遺傳算法的超聲稀疏陣列成像方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：363863