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延时叠加后处理算法 | TFM全聚焦与SAFT合成孔径技术的区别

来源: | 作者:ymssn | 发布时间:2022-07-06 | 293 次浏览 | 分享到:

延时叠加 (Delay And Sum, DAS) 后处理算法的理是依据反射点声时历程,对孔径信号进行延时处理与进行叠加,对检测区域的反射点进行聚焦,从而对检测区域进行重建。按照孔径信号的获得方法可分为合成孔径聚焦技术 (Synthetic Aperture FocusingTechnique, SAFT) 与全聚焦(Total FocusingMethod, TFM)算法。

SAFT 原理是使用单个超声探头在检测区域发射并接收超声信号,沿着某一方向移动一段固定距离再进行发射与接收信号,在进行n次操作后,可到得n 个超声回波信号;

TFM 原理是基于SAFT方法发展而来的一种方法,并采用一发多收模式代替SAFT 一发一收模式。在检测环境相同的情况下,TFM 可以获得更多的超声回波数据,从而提高成像的分辨率。其成像思路为多个探头组成探头阵列,依次在检测区域等距排开。当第一个探头激励信号时,所有探头接收回波信号并储存,接下来第二个探头激励信号,所有探头接收信号,依次进行,直到最后一个探头激励信号,所有探头接收。这样在n个探头阵列中,一共可得到n2个回波信号,这一组回波信号称为全矩阵 (Full Matrix Capture, FMC) 信号;

SAFT合成孔径成像技术

DAS 后处理算法的优势主要在于可以使用多个小孔径探头模拟大孔径探头,其原因在于小孔径的探头扩散角较大,收到的有效孔径信号也就越多,聚焦后成像质量也会越高,从而在较低的检测频率下,可获得较高的分辨率。而相比于SAFT,TFM 可以获得更多的孔径信号,SAFT 算法在n 次发射与接收后可得到n 个孔径信号,TFM 在n 次发射与接收后可得n2个孔径信号,从而得到更准确的成像结果与更高的分辨率。以上俩种方法得到的回波信号,通过数据后处理进行成像。A1040 MIRA 混凝土三维超声断层扫描仪以及A1040 MIRA 3D超声断层成像仪就是以这俩种方法研发出来的,此中设备为阵列超声成像探测混凝土检测的工程应用提供可靠参考的依据。