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1.一种快速相控阵超声全聚焦成像技术,其特征在于,包括如下步骤:1)将已采集到的全矩阵数据A×NRX×NTX拆分为N个二维子矩阵数据An×NRX,用以表示单阵元n发出,被1~N阵元号全部阵元接收的N个信号;在所述全矩阵数据A×NRX×NTX中,A为缺陷的超声检测信号,NRX为接收阵元RX的序号,NTX为发射阵元TX的序号;在所述子矩阵数据An×NRX中,行序表示水平坐标x上信号幅值的变化,即信号随接收阵元位置的变化,列序表示垂直坐标z上信号幅值的变化,即信号随接收采样点的变化;2)利用基于二维正/逆傅里叶变换的算法,对各子矩阵数据进行虚拟聚焦,具体实施方法如下:2.1分别对各子矩阵数据进行二维傅里叶变换,将所述子矩阵数据由时域空间矩阵D(t,x)转换为频域空间矩阵D(ω,kx);在矩阵D(t,x)中,t为信号沿垂直坐标z上的传播时间,x为水平方向x上的信号幅值变化;在矩阵D(ω,kx)中,ω为相位沿垂直方向z上的变化率,ω与t之间满足关系式ω=2πt;kx为频域空间中水平方向x上的波数矢量,由于声波未沿x方向传播,因此kx=x(1、2…n…N);2.2通过已知量ω和kx计算垂直方向z上的波数矢量kZ,得到频域矩阵D(kZ,kx),所述波数矢量KZ表达式如下:式中,kZ为聚焦前z方向上的波数矢量,c为被检材料的纵波声速;2.3利用波数矢量kZ构建频谱外推矩阵F(kz,kx),表达式如下:式中,ei为复数表达式,△z为垂直坐标z上的相邻信号采样点之间的间隔,由采样频率Fs、纵波声速c算出,满足如下关系式:Δz=c/Fs (3)2.4通过频谱外推因子F(kz,kx)对D(kZ,kx)进行加权得到D(kz,kx),实现声束在频域空间中的聚焦,其表达式写作:D(kz,kx)=D(kZ,kx)·F(kz,kx) (4)2.5利用二维逆离散傅里叶变换,将聚焦频域空间矩阵D(kz,kx)表达为聚焦时域空间矩阵D(z,x),网格化后,获得子矩阵聚焦图像ID(x,z);3)按照步骤2),通过循环运算获得1~N号子矩阵二维聚焦图像,最后将所有子矩阵二维聚焦图像进行图像融合,获得全聚焦图像。 |