本文關(guān)鍵詞：合成孔徑聚焦技術(shù)在超聲相控陣檢測儀中應(yīng)用

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【摘要】：合成孔徑聚焦技術(shù)(SAFT)是超聲數(shù)據(jù)后處理成像方法之一,可利用小孔徑合成大孔徑,且分辨率不隨深度、位置而發(fā)生變化,有效地簡化硬件系統(tǒng)。論文以“合成孔徑聚焦技術(shù)在超聲相控陣儀器中的應(yīng)用”為題,分析超聲相控陣基本原理,重點研究合成孔徑聚焦算法在時域、頻域上實現(xiàn)算法,為合成孔徑聚焦在超聲相控陣檢測儀應(yīng)用提供新思路,對該算法應(yīng)用、改進(jìn)具有重要學(xué)術(shù)價值與借鑒意義。研究工作得到國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(No.2013YQ230575)資助。論文分析相控陣合成孔徑聚焦成像基本原理,分別在時域、頻域上建立仿真模型,提出基于相關(guān)性分析的合成孔徑聚焦成像算法和距離-多普勒算法在超聲成像應(yīng)用,編寫仿真軟件,實驗、分析仿真效果。論文主要工作包括:(1)分析超聲相控陣工作基本原理,建立聲場仿真模型,設(shè)計正交實驗,研究影響聲壓分布的主要因素;分析超聲數(shù)字成像坐標(biāo)變換技術(shù),研究鄰近插值、二次線性插值、三次線性插值算法,并提出多次線性插值改進(jìn)算法,以實現(xiàn)像素填充。(2)針對超聲發(fā)射、接收回波信號具有很好的相關(guān)性,結(jié)合波包分解理論,提出關(guān)性分析的合成孔徑聚焦算法,利用分解系數(shù)判斷缺陷范圍法,擴(kuò)大基于相關(guān)性分析合成孔徑聚焦算法的適用范圍;建立仿真模型,與經(jīng)典合成孔徑聚焦算法進(jìn)行成像對比,分析成像質(zhì)量提升程度。(3)分析基于編碼激勵超聲成像系統(tǒng)基本原理,借鑒合成孔徑雷達(dá)中距離-多普勒(R-D)算法,著重研究調(diào)頻解碼技術(shù),其中包括:脈沖壓縮技術(shù)、距離徙動校正(RCMC)技術(shù)。根據(jù)R-D算法建立多點仿真模型,實現(xiàn)調(diào)頻編碼發(fā)射、接收信號解碼成像。(4)基于合成孔徑改進(jìn)算法,結(jié)合Field II平臺,利用MATLAB編制仿真軟件,實現(xiàn)數(shù)據(jù)仿真,簡要分析各成像效果。仿真結(jié)果表明,基于相關(guān)性分析合成孔徑聚焦算法和R-D算法均可較快實現(xiàn)聚焦成像,分辨力顯著提高。
【關(guān)鍵詞】：SAFT算法 相關(guān)性分析 R-D算法 Field II仿真
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB517
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 主要符號表11-13
• 符號縮寫表13-14
• 第1章 緒論14-25
• 1.1 課題提出背景及意義14-15
• 1.2 合成孔徑聚焦技術(shù)概述15-16
• 1.3 課題相關(guān)內(nèi)容國內(nèi)外研究進(jìn)展16-24
• 1.3.1 超聲成像技術(shù)17-19
• 1.3.2 合成孔徑聚焦技術(shù)研究進(jìn)展19-24
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排24-25
• 第2章 超聲相控陣成像物理模型基礎(chǔ)25-41
• 2.1 引言25
• 2.2 超聲聲場特性表征25-26
• 2.2.1 聲壓P25
• 2.2.2 聲強(qiáng)I25-26
• 2.2.3 聲阻抗Z26
• 2.3 超聲相控陣發(fā)射聲場物理模型26-34
• 2.3.1 聲場輻射原理26-30
• 2.3.2 聲壓指向性正交實驗30-34
• 2.4 相控陣成像物理轉(zhuǎn)換模型34-35
• 2.5 超聲相控陣數(shù)字成像模式轉(zhuǎn)換35-39
• 2.5.1 最近鄰插值36-37
• 2.5.2 雙線性插值37-38
• 2.5.3 雙三次線性插值38
• 2.5.4 鄰近插值改進(jìn)算法38-39
• 2.6 本章小結(jié)39-41
• 第3章 基于相關(guān)性的合成孔徑超聲聚焦算法成像41-57
• 3.1 引言41
• 3.2 基于相關(guān)性單缺陷點合成孔徑超聲聚焦算法41-43
• 3.2.1 信號相關(guān)性分析41-42
• 3.2.2 基于相關(guān)性單缺陷點合成孔徑超聲聚焦算法42-43
• 3.3 基于相關(guān)性多缺陷點合成孔徑超聲聚焦算法43-51
• 3.3.1 多缺陷點識別關(guān)鍵技術(shù)44
• 3.3.2 波包分解原理44-50
• 3.3.3 基于相關(guān)性多缺陷點合成孔徑超聲聚焦算法50-51
• 3.4 仿真試驗51-56
• 3.5 本章小結(jié)56-57
• 第4章 頻域上的合成孔徑聚焦57-73
• 4.1 引言57
• 4.2 超聲編碼激勵成像系統(tǒng)57-60
• 4.2.1 超聲編碼激勵成像系統(tǒng)原理57-58
• 4.2.2 線性調(diào)頻發(fā)射信號58-59
• 4.2.3 正交解調(diào)原理59-60
• 4.3 基于距離-多普勒的合成孔徑超聲聚焦算法原理60-63
• 4.3.1 基于距離-多普勒的合成孔徑超聲聚焦算法框架61
• 4.3.2 距離-多普勒的合成孔徑超聲聚焦算法關(guān)鍵技術(shù)分析61-63
• 4.4 超聲相控陣檢測頻率信號的壓縮與校正63-69
• 4.4.1 調(diào)頻信號的脈沖壓縮63-66
• 4.4.2 超聲線性調(diào)頻回波信號的距離徙動校正(RCMC)66-69
• 4.5 仿真試驗69-72
• 4.6 本章小結(jié)72-73
• 第5章 試驗研究73-83
• 5.1 引言73
• 5.2 SAFT試驗平臺設(shè)計與測試73-78
• 5.2.1 試驗平臺介紹73
• 5.2.2 實驗數(shù)據(jù)處理73-75
• 5.2.3 平臺設(shè)計與測試75-78
• 5.3 基于Field II的仿真平臺設(shè)計與測試78-80
• 5.3.1 Field II基本函數(shù)框架78-79
• 5.3.2 基于Filed II的GUI程序框架及關(guān)鍵程序79
• 5.3.3 GUI仿真界面測試79-80
• 5.4 基于R-D算法的合成孔徑平臺設(shè)計與測試80-82
• 5.4.1 R-D算法關(guān)鍵程序80-82
• 5.4.2 R-D算法仿真界面測試82
• 5.5 本章小結(jié)82-83
• 結(jié)論與展望83-84
• 參考文獻(xiàn)84-87
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果87-88
• 致謝88-89
• 附件89

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：752147