合成孔徑聚焦超聲成像 ——畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　合成孔徑超聲聚焦成像作為一種超聲處理方法，可以將小孔徑合成為大孔徑進行成像，可以通過較低的工作頻率和較小的換能器孔徑得到較高的分辨率。在發(fā)射信號時，每個發(fā)射單元都可以作為點陣元發(fā)射，向目標發(fā)射聲束。在接受信號時，每個接收單元依次將來自物體各點的信號接收同時存儲，然后對各點陣元接收到的信號進行延遲計算，就得到物體的聚焦成像。與

2、直接成像技術相比較, 合成孔徑成像技術的特點是可以用小孔徑的換能器以及低的工作頻率來獲得比較高的方位分辨率，而且圖像的分辨率不隨位置和深度發(fā)生變化。在相同條件下，使用合成孔徑超聲聚焦的方法可以使圖像的分辨率更高，成像質量更好。本文介紹了合成孔徑成像的原理以及合成孔徑成像的幾種工作方式，并使用MATLAB軟件進行波束仿真，分析合成孔徑聚焦成像在不同方式下的成像效果，通過比較得知各個因素對合成孔徑超聲聚焦的影響。</p>&l

3、t;p>　　關鍵詞：合成孔徑 聚焦成像 超聲成像 圖像分辨率</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Synthetic aperture focusing ultrasound imaging as an ultrasonic processing method that can be a small synthetic ap

4、erture imaging is a large aperture , high resolution can be obtained with lower operating frequencies and smaller transducer aperture . When transmitting signals, each transmitting unit can transmit a point element , the

5、 emission beam to the target , when receiving the signal , a receiving unit, each of the object points of the signal from the receiver while storing , for each matrix</p><p>　　Key words: Synthetic aperture

6、Focus Imaging Ultrasound Imaging Image Resolution</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p><b>　　1.1引言1</b></p><p>　　1

7、.2傳統(tǒng)超聲成像方法概述1</p><p>　　1.3超聲無損檢測技術3</p><p>　　1.4合成孔徑聚焦超聲成像發(fā)展現(xiàn)狀5</p><p>　　1.5本文研究的意義及主要內容7</p><p>　　第二章 合成孔徑超聲聚焦成像原理9</p><p>　　2.1合成孔徑成像原理9</p>

8、<p>　　2.2聚焦延時偏轉計算10</p><p>　　2.3延時疊加波束形成11</p><p>　　2.4波束的控制方法13</p><p>　　第三章 合成孔徑成像17</p><p>　　3.1合成孔徑聚焦17</p><p>　　3.2多陣元合成孔徑超聲聚焦18</p>

9、<p>　　3.3合成接收孔徑成像20</p><p>　　3.4合成聚焦成像21</p><p>　　3.5合成發(fā)射孔徑22</p><p>　　第四章 合成孔徑聚焦成像中各個參數(shù)的影響25</p><p>　　4.1換能器陣元數(shù)對成像的影響25</p><p>　　4.2陣元間距對合成孔徑成

10、像的影響26</p><p>　　4.3子陣元孔徑數(shù)對合成孔徑成像的影響27</p><p>　　第五章 實驗設計仿真29</p><p>　　5.1陣元數(shù)對成像的影響29</p><p>　　5.2窗函數(shù)對成像的影響30</p><p>　　5.3陣元間距對成像的影響31</p><p

11、>　　5.4子孔徑陣元數(shù)對成像的影響33</p><p>　　5.5水平孔徑對合成孔徑成像的影響34</p><p><b>　　5.6小結35</b></p><p><b>　　第六章 總結37</b></p><p><b>　　致謝39</b></

12、p><p><b>　　參考文獻41</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1引言</b></p><p>　　合成孔徑超聲聚焦成像是上世紀70年代發(fā)展起來的成像方法。它是由合成孔徑雷達技術發(fā)展過來的。這是一種利用超聲波來獲得圖

13、像的一種成像方法。利用超聲成像的方法時，由于聲波可以穿透物體，就可以利用超聲波來獲得物體的內部結構等信息，從而就可以得到不透光物體內部聲學特性的成像[]。在傳統(tǒng)的超聲成像系統(tǒng)中，方位分辨率為，其中是換能器的半功率波束角，R是目標到換能器的斜距，D是換能器長度，是工作波長。由此可以知道，要提高方位分辨率，只能使用大孔徑換能器或者提高工作頻率。但是使用大孔徑換能器，會使成本提高和硬件要求更高；使用高工作頻率，聲波在傳播過程中會有很大的損耗，

14、造成穿透深度越來越小，從而不能探測到理想范圍。合成孔徑聚焦成像分為兩個步驟，即數(shù)據采集、存儲和處理數(shù)據的圖像重建。與傳統(tǒng)成像算法相比，合成孔徑聚焦成像有兩個特點，一是可以使用小孔徑的換能器和較低的工作頻率得到較高的圖像分辨率；二是可以在近場區(qū)工作，提高成像的分辨率和信噪比。合成孔徑超聲成像在現(xiàn)代有著廣泛的應用，如探地雷達，地震預報，醫(yī)療診斷等領域。</p><p>　　1.2傳統(tǒng)超聲成像方法概述</p>

15、;<p>　　超聲成像技術被一直廣泛的應用于醫(yī)學中，在醫(yī)學領域中有著重要地位，還具有廣闊的發(fā)展前景。在醫(yī)學中，超聲診斷在臨床上已經取代了很多傳統(tǒng)的診斷方法，主要是由于儀器不斷更新?lián)Q代，同時還有方法簡便，診斷準確率越來越高等優(yōu)點。超聲診斷技術是應用超聲具有良好的指向性和反射，散射，衰減等物理特性，利用不同的物理參數(shù)，使用不同類型的超聲診斷儀器，使用不同的掃描方法，超聲波發(fā)射到體內，當正常組織和病變組織的聲阻抗不同，那么反射和

16、散射的超聲回波信號的接收，再將超聲反射和散射的回聲信號接收，再加以檢波等處理后，就顯示為波形、曲線或圖像。超聲診斷的種類較多，如A型即超聲示波診斷法，B型即二位超聲顯像診斷法，M型即超聲光點掃描法等。</p><p>　?、?A型超聲診斷法[]也稱為超聲示波診斷法。這種方法為幅度調制型，是將回聲以波的形式顯示出來。在此種方法中，回聲強波的幅度就會很高，回聲弱波的幅度就會很低。在同一示波器顯示屏上，可以顯示單項或雙

17、相波形。在示波器顯示屏上，橫坐標表示回聲的時間（距離），縱坐標表示回聲信號的強弱 。A型超聲診斷儀通常是用來測量組織界面距離，器官大小以及鑒別病變的物理性質。這種方法的結果比較準確，是最早興起和使用的超聲診斷法。目前此方法已大多被其他方法取代了。</p><p>　　㈡ B型超聲診斷法[]也稱為二維超聲顯像診斷法。這種方法為輝度調制型，是將回聲信號以光點的形式顯示出來。在此種方法中，回聲強光點就很亮，回聲弱光點

18、就會暗。光點是隨探頭的移動或晶片的交替輪換而移動掃描。這種方法是二維空間顯示的，又稱二維法，主要是由于掃描是連續(xù)的，可以由點、線而掃描出臟器的解剖切面。按成像的速度，又可分為慢速成像法和快速成像法。慢速成像只能顯示器官的靜態(tài)解剖圖像，具有圖像清晰、逼真，掃描與檢查的空間范圍較大等優(yōu)點?？焖俪上窦夹g能顯示器官的活性，同時可以進行實時成像診斷，但顯示的區(qū)域比較小。B 型超聲診斷法可以實現(xiàn)實時動態(tài)成像顯示，顯示的影像具有真實、直觀等優(yōu)點，具有

19、很高的診斷價值，受到醫(yī)學界的高度重視，目前醫(yī)學界已經普遍接受了這種成像方法。雖然 B 型超聲波成像診斷儀臨床應用的歷史不長，但是發(fā)展卻非常迅速，在各級醫(yī)院應用極為廣泛。</p><p>　　㈢ M型超聲診斷法也稱為超聲光點掃描診斷法。它的顯示原理類似于 B 型顯示，都是以不同的灰階來反映回聲的強弱，都是采用輝度調制。這種方法是B型超聲中的一種特殊的顯示方式，即是在輝度調制型中加入慢掃描鋸齒波，讓回聲光點從左向右

20、進行移動自動掃描。橫坐標為光點慢掃描時間，縱坐標為掃描時間線，即超聲的傳播時間（回聲代表被測結構所處的深度位置）。當探頭固定在一點掃描時，可以從光點的移動來觀察反射體的深度及其活動狀況，顯示出時間位置曲線圖。常以此方法探測心臟，故常稱為M型超聲心動圖，目前一般作為二維彩色多普勒超聲心電圖儀的一種顯示模式設置于儀器上。</p><p>　?、?D型超聲診斷儀也稱為超聲多普勒診斷儀。這種方法是應用多普勒效應原理，即

21、當超聲發(fā)射體（探頭）和反射體之間有相對運動時，回聲的頻率就會發(fā)生改變。頻率的變化為距離變近則頻率增加，距離變遠則頻率減少。其增減的數(shù)字（差頻）可用檢波器檢出，用不同類型的儀器可顯示出多普勒信號音和多普勒曲線圖，用脈沖多普勒可獲得多普勒超聲頻譜圖。這種方法可觀察血流的方向和速度。D型診斷法還有很多應用種類，如多普勒超聲聽診法，多普勒超聲頻譜診斷法與彩色多普勒超聲，彩色多普勒血流成像法和彩色多普勒能量圖法等。多普勒超聲聽診法可以早期聽取胎心

22、、胎動。多普勒超聲頻譜診斷法與彩色多普勒超聲一般是在二維聲像圖上，選取固定的取樣線，取樣點，然后提取多普勒信號，從而顯示出多普勒頻譜圖，用脈沖多普勒可以探測心臟、血管內血液的流向、流速以及流量，并可同時聽取多普勒信號音。彩色多普勒血流成像法是將彩色多普勒與二維超聲疊加的成像方法，可以全程進行實時二維彩色多普勒血流顯像。彩色多普勒能量圖法也為稱能量圖法，是采取多普勒信號的強度與范圍、能量也即信號振幅的大小來進行成像的方法。</p&g

23、t;<p>　　1.3超聲無損檢測技術</p><p>　　超聲無損檢測技術[]是目前國內外應用最廣泛、使用頻率最高而且是發(fā)展較快的一種無損檢測技術。超聲檢測技術正向著高準確度，高可靠性方向發(fā)展。目前超聲波檢測[]已經成為五大常規(guī)無損檢測技術[]之一，五大常規(guī)無損檢測技術分別為RT=射線探傷；PT=滲透探傷；MT=磁粉探傷；ET=渦流探傷；UT=超聲波探傷[]。超聲檢測其實質是以波動形式在彈性介質中

24、的傳播的機械振動就是超聲波在介質中傳播。超聲檢測超聲波與被檢測工件相互碰撞，由于超聲波具有反射、透射和散射等特性，從而對被檢測的工件進行缺陷檢測、對被檢測的工件的幾何特性進行測量、對被檢測工件的組織結構和力學性能變化進行檢測和表征，進而對其進行評價的一種無損檢測技術。由于超聲技術穿透力強，對身體無害，還有很多優(yōu)點如檢測深度大，范圍廣，成本低等，被廣泛的應用于工業(yè)和高技術產業(yè)中。檢測出工件中的缺陷，并確定缺陷的位置，大小和性質是無損檢測技

25、術的基本目的。在成像方法上，除了有傳統(tǒng)的A、B、M、D掃描成像方法外，還有相控陣超聲成像、衍射波時差法超聲成像和聲發(fā)射檢測技術等成像方法。</p><p>　　㈠ 相控陣超聲成像技術[]是采用一個換能器陣列來產生和接收超聲波波束。通常情況下，在一維上排列若干單元換能器組成線陣，每個單元換能器都連接著各自獨立的發(fā)射和時間延時電路。然后再把這些獨立電路分別連接到一個或多個通道開關上，應用多通道開關每次按照事先設計的序

26、列和延遲，依靠電子開關切換并以此激勵各單元換能器。所以各單元換能器發(fā)射的超聲波都是具有可以控制的確定相位。把換能器單元在檢測對象中產生的超聲波進行相干迭加，又因為其相位關系各不相同，會產生“相長干涉”和“相消干涉”。這樣就得到預先希望的波束入射角度和焦點位置。如果設計不同的激勵序列和延遲時間，就可以得到具有不同入射角度和焦點位置的波束。</p><p>　　相控陣超聲成像就是通過控制換能器中各陣元激勵脈沖的時間延

27、遲，改變由各陣元發(fā)射或接收聲波到達物體內某點時的相位關系，實現(xiàn)線掃描或扇掃描。</p><p>　　相控陣超聲成像技術有如下優(yōu)點，如相控陣超聲成像技術可以應用電子掃描和聚焦，無需機械運動，檢測速度快，只需要在一個位置放置探頭就可以生成被檢測物體的完整圖像，而且還可以檢測形狀復雜的物體。</p><p>　　㈡ 衍射時差法超聲成像技術[]也叫裂紋端點衍射法或尖端反射法，是一種依靠從端點處和缺

28、陷的端角得到的衍射能量來檢測缺陷的方法。衍射時差法主要是通過缺陷端部產生的衍射信號之間的時間差來對缺陷進行定位和定量。通過材料的聲速以及衍射波的傳播時間，我們就可以計算出缺陷的自身高度。衍射時差法還可以檢測兩個探頭之間直接傳播的表面波和沒受到缺陷影響抵達試件內壁的反射信號，然后通過表面波發(fā)射作為參照，以表面波與衍射脈沖的時差來計算出缺陷的深度。</p><p>　　衍射時差法超聲成像具有很多優(yōu)點，如檢測速度快，定

29、位準確，定位精度高和可以確定缺陷尺寸等優(yōu)點，檢測結果更加直觀。該技術目前廣泛的應用于焊縫檢測，是因為衍射時差法對于判定缺陷的真實性和準確定量十分有效。目前該技術主要應用在西氣東輸管道及海底輸油管道中。</p><p>　?、?聲發(fā)射檢測技術[]中的聲發(fā)射是一種物理現(xiàn)象，大多數(shù)金屬材料塑性變形和斷裂時都會有聲發(fā)射現(xiàn)象發(fā)生，但是這種信號的強度很弱，只有采用特殊的具有很高靈敏度的儀器才能檢測到。由于各種材料的聲發(fā)射頻率

30、范圍很寬，包括次聲頻，聲頻，超聲頻。聲發(fā)射技術就是指利用儀器檢測、分析聲信號并利用聲發(fā)射信息來推斷聲發(fā)射源的技術。</p><p>　　㈣ 電磁超聲檢測技術[]雖然和傳統(tǒng)的壓電超聲同屬于超聲范圍，電磁超聲的本質區(qū)別就在于換能器不同，也就是發(fā)射接收方式不同。壓電超聲換能器是依靠壓電鏡片的壓電效應發(fā)射和接收超聲波的，是在晶片上進行能量轉換的。電磁超聲是考電磁效應發(fā)射和接收超聲波的。是在被測工件表面的趨膚層內進行能量轉

31、換的，不需要任何耦合介質。在交變的磁場中鐵磁金屬內將會產生磁致伸縮現(xiàn)象，然后金屬內部將會產生彈性波，此效應具有可逆性，人們把用該方法激發(fā)和接收的超聲波稱為電磁超聲。</p><p>　　1.4合成孔徑聚焦超聲成像發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　合成孔徑聚焦超聲成像最早是出現(xiàn)1967年Mahnaflux公司的John J.Flaherty等人申請的專利“合成孔徑超聲成像系統(tǒng)”中，最早提出了把“

32、合成孔徑”應用于超聲成像中，以此來提高超聲系統(tǒng)的分辨率[]。在此之后，合成孔徑便廣泛的應用到超聲檢測中。合成孔徑成像對掃描數(shù)據的存儲和后期的數(shù)據處理對硬件有比較高的要求，但是由于當時的集成電路和計算機技術達不到要求的水平，所以合成孔徑成像局限于實驗室研究。</p><p>　　1978年美國斯坦福大學的Edward L.Ginzton實驗室研制出了第一個數(shù)字化的合成孔徑超聲成像系統(tǒng)[]。 在該系統(tǒng)中，換能器的單個

33、陣元依次發(fā)射，然后將回波存儲在隨機存儲器中，當所有陣元都發(fā)射完成，計算機通過聚焦算法，生成一幅由多條逐點聚焦的掃描線組成的圖像。</p><p>　　1988年，日本三菱公司YOSHIHIKO OZAKI等人提出了對合成孔徑成像系統(tǒng)的改進方案[]。</p><p>　　1992年美國杜克大學的Levin F.Nock等人提出了合成接收孔徑的概念[]。合成接收孔徑的工作模式是發(fā)射時是全孔徑發(fā)

34、射，接收時是子孔徑接收。工作原理即第一次全孔徑發(fā)射，子孔徑開始接收，然后接收陣元把收到的回波信號經過延時疊加存儲；第二次全孔徑發(fā)射，下一個子孔徑接收，將回波信號經過延時疊加后存儲。然后把這兩組存儲器中的信號合成為一條掃描線。Levin F.Nock等人通過實驗和仿真，得到結論：合成接收孔徑成像比同等條件下的相控陣和合成聚焦成像方法的分辨率更高，而且系統(tǒng)造價更低。</p><p>　　1997年挪威Oslo大學的S

35、verre Holm提出了一種可以提高系統(tǒng)幀頻的合成發(fā)射孔徑成像方法[]，主要是采用發(fā)射時是子孔徑發(fā)射，接收時是全孔徑接收。這種方法中子孔徑的大小決定系統(tǒng)的復雜度。</p><p>　　1995年美國密歇根大學的Mustafa K araman等人提出了多陣元合成孔徑的概念[]。多陣元合成孔徑成像主要是用多個換能器陣元發(fā)射和接收的模式。</p><p>　　合成孔徑聚焦超聲成像是對回波數(shù)據

36、進行存儲和處理，所以能更好的應用各種信號處理技術來提高成像質量。</p><p>　　合成孔徑聚焦在醫(yī)學上有廣闊的應用。1996年H.Ermert等人研究分析了提高合成孔徑用于血管內超聲成像分辨率的方法[]。J.A.Jessen等人利用合成孔徑方法將超聲回波以沿血流的方向進行聚焦，測出了血流的速度和方向[]</p><p>　　合成孔徑成像在無損檢測領域的應用，由于通常是使用便攜式儀器對管

37、道進行檢測，而合成孔徑成像方法需要很高的硬件條件，同時計算量也很大，這就使合成孔徑成像在無損檢測方面難度較大。隨著時代的發(fā)展，芯片的體積越來越小，集成度越來越高，合成孔徑成像在無損檢測方面很有效。S.I.Nikolov等人設計使用FPGA實現(xiàn)合成孔徑聚焦波束合成器，該波束合成器采用Xilinx公司的V4FX100實現(xiàn)，最高工作頻率為167.8MHz[]。</p><p>　　1992年中國科學院聲學研究所孫寶申，

38、沈建中首先引入了合成孔徑聚焦超聲成像[]的概念，分析了合成孔徑聚焦超聲成像的基本原理，方法同時還對回波信號時域處理的接收技術以及頻域處理的匹配濾波技術進行介紹。之后孫寶申等提出了合成孔徑聚焦超聲成像的時域算法[]。</p><p>　　2003年畢永年等人首次將應用了合成孔徑技術應用到了醫(yī)學中[] ，完成了用于B超的合成接收孔徑系統(tǒng)前端的硬件設計，利用的是合成接收孔徑方法。系統(tǒng)換能器為24通道，發(fā)射2次，接收2次

39、，掃描深度為25cm，AD采用8位25MHz時鐘，延時聚焦精度為10ns。合成接收孔徑可以在降低系統(tǒng)成本和復雜度的同時還能提高B超的圖像分辨率。</p><p>　　2006年鋼鐵等人在TOFD成像中用到了合成孔徑聚焦技術[]，并且提出了一種新的超聲TOFD法B掃描圖像處理技術L_SAFT(linearization_SAFT)。先對鋁合金屬板的焊縫進行B掃描，在根據換能器和缺陷端部的幾何關系，建立SAFT圖像的

40、數(shù)學模型，實現(xiàn)B掃描的SAFT重建。這種方法提高了圖像的分辨率，可以更加快速，準確的捕捉裂紋端部的位置。</p><p>　　2008年李秋鋒對混凝土結構的超聲成像進行研究，建立一個合成孔徑實驗系統(tǒng)[]，在這個系統(tǒng)中換能器的收發(fā)方式是單孔徑收發(fā)，還有信號發(fā)生器，數(shù)據采集器，功率放大器，收發(fā)傳感器等組成。在該文章中對混凝土結構進行的圖像的進行對比，可以知道，利用合成孔徑超聲聚焦成像算法可以提高成像的分辨率。<

41、/p><p>　　1.5本文研究的意義及主要內容</p><p>　　合成孔徑聚焦超聲成像作為一種超聲成像方法，在同等條件下，合成孔徑聚焦成像可以得到更高的分辨率，為缺陷的定性分析提供可靠的依據。</p><p>　　本文在查找了大量的相關資料的基礎上，分析了合成孔徑聚焦成像算法，詳細的研究了合成孔徑成像的各種工作方式，并且利用換能器聲場的輻射理論原理對合成孔徑聚焦超聲

42、成像進行建模，仿真[]。利用MATLAB的波束形成方法分析各種因素對合成孔徑聚焦超聲成像分辨率的影響。通過Field II軟件對超聲場進行模擬，仿真合成孔徑聚焦成像效果。進一步驗證各個因素對合成孔徑聚焦成像的影響。</p><p>　　第二章 合成孔徑超聲聚焦成像原理</p><p>　　2.1合成孔徑成像原理 </p><p>　　合成孔徑成像[]，[]即是由傳感

43、器沿線性孔徑軌跡移動，在軌跡上的孔徑位置向成像區(qū)域發(fā)射脈沖信號，接收并儲存檢測信號，然后到下一孔徑位置進行相同的發(fā)射信號、接收和儲存信號，直達掃描完成；然后按照重建點對相應孔徑檢測的回波做相應延時處理、信號作疊加處理，實現(xiàn)逐點聚焦，最終得到整個成像。合成孔徑成像的原理如圖2.1所示。表示陣元間距，D表示陣元大小。</p><p>　　圖2.1合成孔徑成像原理</p><p>　　在圖像重建

44、時，由于重建點到換能器陣元的距離不同所以各個換能器陣元的回波信號都有不同的延時，所以相位發(fā)生了變化。對每個換能器陣元的回波信號的相位進行校正后，在進行疊加運算，這樣的過程稱為數(shù)據的聚焦。所得的圖像有缺陷的地方，回波信號同向相加，信號加強；無缺陷的地方，回波信號是隨機相加的，回波信號較弱。</p><p>　　對一個水平孔徑為D的小孔徑換能器，換能器的半功率點波束角為0.88乘以波長與水平孔徑之比即，如果目標的陣元

45、基元換能器的垂直距離為，那么換能器輻射聲束的合成孔徑長度為:</p><p>　　由于合成孔徑中，各個基元陣元是依次發(fā)射并接收的，即各等效基元的相位差是由發(fā)射的接收的距離一起引起的。與實際同樣尺寸的直線陣列形成的相位差相比，合成孔徑的相位差就大了一倍。合成孔徑線陣的半功率波束角為</p><p>　　合成孔徑的方位分辨率即為：</p><p>　　由式（2-3）可以

46、得知：合成孔徑的方位分辨率只與換能器的孔徑有關，與目標的位置和超聲波的頻率無關。</p><p>　　與之相比，超聲直接成像的方位分辨率：</p><p>　　R是目標與換能器的距離，由上式可以得知，想要提高超聲成像方位分辨率，有兩種方法：一是使用較高的工作頻率，二是使用大孔徑換能器陣元。但是提高了工作頻率，聲波的損耗就越來越大，穿透率就會越差。孔徑換能器的尺寸越大，成本就會越高，系統(tǒng)復雜

47、度就會越高。同時方位分辨率還與目標和換能器的距離有關，距離越遠，成像的分辨率越差。</p><p>　　合成孔徑技術可以使用小孔徑的換能器基元陣元和較低的工作頻率，獲得較高的分辨率，而且還能對遠距離的目標進行高分辨率的觀察。</p><p>　　2.2聚焦延時偏轉計算</p><p>　　圖2.2為延時疊加波束收發(fā)的幾何關系,在圖中假設換能器陣元數(shù)為N，陣元間距為d

48、，發(fā)射孔徑距孔徑中心的間距為，成像點與掃面線垂直的平面偏轉角為θ，成像點到孔徑中心距離為r，到發(fā)射孔徑為。</p><p>　　圖2.2 延時疊加波束收發(fā)方式</p><p>　　N 陣元的合成孔徑延時疊加的表示式為：</p><p>　　其中r/c是信號從場點到陣元坐標原點的時間，是對第n個陣元的時間。為第n個陣元的位置 。</p><p&g

49、t;<b>　　由余弦定理 </b></p><p>　　延時可以分解為偏轉延時和聚焦延時。偏轉延時表示波束聚焦方向</p><p><b>　　聚焦延時</b></p><p>　　2.3延時疊加波束形成</p><p>　　延時疊加波束形成[]是超聲成像中最傳統(tǒng)，最簡單的成像方法之一。延時疊加是

50、通過對發(fā)射和接收信號進行相應的延時處理，來達到成像的目的。延時疊加波束形成有兩種模式，發(fā)射聚焦和接受聚焦。</p><p>　　假設發(fā)射信號是單一頻率的信號，頻率為，角頻率為,波束為。</p><p><b>　　表達式如下式所示:</b></p><p><b>　　經過延時疊加后</b></p><

51、p>　　在上式中，exp(jt)對波束的形成無影響，故</p><p>　　由于r對波束的形成也無影響，故合成波束</p><p>　　疊加延時波束形成的仿真，基本參數(shù)設置為：陣元數(shù)N=32，中心頻率=3.5MHZ，聲速c=1.5mm/us,陣元間距為半波長d=λ/2 ，波束角度的取值范圍~。</p><p>　　圖2.3 延時疊加波束形成</p>

52、<p>　　從圖2.3中可以看出，主瓣寬度≈，旁瓣寬度為13dB，波束的主瓣寬度和副瓣高度是判斷波束形成質量的標準。主瓣寬度越窄，旁瓣幅度越低，成像的側向分辨率越高，成像的對比度越好。</p><p>　　2.4波束的控制方法</p><p>　　控制波束通常有動態(tài)聚焦，幅度變跡，動態(tài)孔徑等方法。</p><p>　　動態(tài)聚焦與定點聚焦不同，聚焦延時是

53、隨r變化的函數(shù)，動態(tài)聚焦可以應用到發(fā)射和接收時，提高成像質量。在延時疊加波束形成中，如果發(fā)射時采用動態(tài)聚焦就會有很長的采集數(shù)據時間，一般只在接收時采用動態(tài)聚焦；只有在合成孔徑成像時，才使用發(fā)射和接收的動態(tài)聚焦。分段動態(tài)聚焦將成像空間劃分成很多個小段，發(fā)射采用定點聚焦，接收采用動態(tài)聚焦。</p><p>　　幅度變跡是對收發(fā)通道的幅度加權，使每個陣元的激勵信號幅度可能不同，幅度變跡使傳感器邊沿位置陣元的激勵信號幅度

54、較小，而中心位置的陣元的激勵信號幅度較大。由于圖像重建的過程中，收發(fā)信號的延遲各不相同，造成相位的改變，當疊加時，造成同相相加信號增強，而其他相位不同，則相對減弱。幅度變跡可以有效的減小影響。</p><p>　　常用的幅度變跡函數(shù)為hanning函數(shù)，hamming函數(shù)，Blackman函數(shù)。</p><p><b>　　分別為：</b></p>&l

55、t;p><b>　　Hanning窗：</b></p><p>　　n=0,1,…,N-1</p><p><b>　　Hamming窗:</b></p><p>　　n=0,1,…,N-1</p><p>　　Blackman窗:</p><p><b>　

56、　經過幅度變跡后</b></p><p>　　動態(tài)孔徑是指在接收開始時只有位于接收子陣列中心的少數(shù)通道有用，隨著接受深度的增加，越來越多的接收通道被打開，接收孔徑逐漸加大。</p><p>　　圖2.4 延時疊加波束形成</p><p>　　由圖2.4可知， 經過幅度變跡，波束的旁瓣幅度大大下降，主瓣寬度變大。這說明幅度變跡可以壓制旁瓣，提高成像的對比度

57、，增加主瓣寬度，降低成像的分辨率。</p><p>　　圖2.5 延時疊加波束陣元數(shù)的影響</p><p>　　由圖2.5可以得知不同數(shù)目陣元所產生的波束的差異，陣元數(shù)越大，有效孔徑越大產生的波束的主瓣寬度越窄，旁瓣越小，成像效果越好。</p><p>　　第三章 合成孔徑成像</p><p>　　合成孔徑成像有多種工作方式，合成孔徑聚焦，

58、多陣元合成孔徑聚焦，合成接收孔徑，合成聚焦，合成發(fā)射孔徑[]。</p><p><b>　　3.1合成孔徑聚焦</b></p><p>　　合成孔徑聚焦就是指每次發(fā)射只有一個陣元有效，接收也只有一個陣元有效。合成孔徑聚焦的發(fā)射和接收方式如圖3.1所示。</p><p>　　圖3.1 合成孔徑聚焦收發(fā)模示</p><p>

59、;　　因為發(fā)射和接收都只有一個陣元有效，延遲相同，故合成波束應該表示為:</p><p>　　假設陣元發(fā)射單一頻率信號時，當不考慮t時，</p><p>　　又因為，在遠場區(qū)時，</p><p>　　由于r固定隊波束形成無影響，合成波束</p><p><b>　　整理得：</b></p><p>

60、;　　單陣元合成孔徑聚焦成像方法因為只有一個發(fā)射陣元和接收陣元有效，從而成本很低，功率也很小，又由于是全孔徑動態(tài)聚焦，使成像的分辨率有很大的提高。但是單陣元合成孔徑聚焦成像也有一些不足之處，如發(fā)射功率比較低，造成信噪比較低；多次發(fā)射然后合成在一起處理后成像，對動態(tài)的物體成像分辨率較低；需要多次存儲數(shù)據，需要較大的存儲空間。</p><p>　　為了提高合成孔徑成像的分辨率，有發(fā)展了多種合成孔徑成像方法，多陣元合成

61、孔徑聚焦成像，合成孔徑接收成像方法，合成聚焦成像方法，合成孔徑發(fā)射成像方法等。</p><p>　　3.2多陣元合成孔徑超聲聚焦</p><p>　　多陣元合成孔徑超聲聚焦是指發(fā)射時有幾個陣元有效，接收時也是有幾個陣元同時有效。主要是因為單陣元合成孔徑聚焦成像方法的發(fā)射功率和能量都比較小，造成信噪比很低，從而提出了多陣元合成孔徑超聲聚焦成像方法。多陣元合成孔徑聚焦發(fā)射接收模式如圖3.2所示

62、。</p><p>　　假設虛擬陣元N,子孔徑為L個陣元,子孔徑的個數(shù)(移動的次數(shù))為K,則K = N - L+ 1。大多數(shù)時候，發(fā)射陣元數(shù)和接收陣元數(shù)是相同的。合成波束為</p><p>　　上式中表示第k個子孔徑發(fā)射的延時，表示第k個子孔徑接收，子孔徑中第i個陣元的延時。 </p><p>　　圖3.2 多陣元合孔徑聚焦收發(fā)模式</p><

63、p>　　假設陣元發(fā)射單一頻率信號時，</p><p>　　由于r固定隊波束形成無影響，合成波束</p><p>　　第k個子孔徑的中心位置為</p><p><b>　　發(fā)射延遲時間為</b></p><p><b>　　接收延時時間為</b></p><p><

64、b>　　求和得：</b></p><p>　　多陣元合成孔徑聚焦超聲成像的發(fā)射陣元是幾個同時有效，接收陣元也是幾個同時有效，這樣提高陣元發(fā)射信號的能量，有效的提高了信噪比。多陣元合成孔徑聚焦超聲成像的方法對旁瓣的抑制有很強的效果，提高了合成孔徑成像的分辨率。</p><p>　　3.3合成接收孔徑成像</p><p>　　合成接收孔徑是指發(fā)射時是

65、全孔徑有效，接收時是多個孔徑即子孔徑有效。發(fā)射接收模式如圖3.3所示。陣元總數(shù)為N，子孔徑大小為L，子孔徑數(shù)k=N/L,第一次發(fā)射時，第一個全孔徑發(fā)射，子孔徑接收，子孔徑中逐個陣元接收。第二次發(fā)射時，第二個全孔徑發(fā)射，子孔徑接收，一直到第k個孔徑發(fā)射。由于發(fā)射時是全孔徑有效，可以不用考慮發(fā)射延時，只有接收延時。</p><p><b>　　合成波束為</b></p><p

66、>　　圖3.3 合成接收孔徑收發(fā)模式</p><p>　　假設陣元發(fā)射單一頻率信號時，r固定隊波束形成無影響，合成波束為:</p><p><b>　　求和得：</b></p><p><b>　　3.4合成聚焦成像</b></p><p>　　合成聚焦是指發(fā)射時只有一個陣元有效，接收時是全

67、孔徑有效。發(fā)射接收模式如3.4所示。設第n陣元發(fā)射延遲時間為，第m個陣元接收延遲時間為，合成聚焦為:</p><p>　　圖3.4 合成聚焦收發(fā)模式</p><p>　　假設陣元發(fā)射單一頻率信號時，r固定隊波束形成無影響，合成波束為</p><p>　　第m個陣元發(fā)射的延時為</p><p>　　第n個陣元發(fā)射的延時為</p>

68、<p><b>　　整理得：</b></p><p><b>　　3.5合成發(fā)射孔徑</b></p><p>　　合成發(fā)射孔徑是指發(fā)射時是多個陣元有效，接收時是全孔徑有效。發(fā)射接收模式如圖3.5所示。陣元總數(shù)為N，子孔徑大小為L，子孔徑數(shù)k=N/L,第一次發(fā)射時，第一個子孔徑發(fā)射，全孔徑接收，子孔徑中逐個陣元發(fā)射。第二次發(fā)射時，第二個

69、發(fā)射陣元發(fā)射，全孔徑接收，一直到第k個孔徑發(fā)射。</p><p>　　圖3.5 合成發(fā)射孔徑收發(fā)模式</p><p>　　設第k個子孔徑發(fā)射延遲時間為，第i個陣元接收延遲時間為，合成波束為:</p><p>　　第k個子孔徑的中心位置為</p><p>　　第k個子孔徑發(fā)射延遲為</p><p>　　第i個陣元接收延

70、遲為</p><p>　　假設陣元發(fā)射單一頻率信號時，r固定隊波束形成無影響，合成波束為</p><p><b>　　整理得：</b></p><p><b>　　求和得：</b></p><p>　　到此，分析幾種合成孔徑聚焦成像方法，可以得知每種方法的優(yōu)點與缺點。</p><

71、p>　　單陣元合成孔徑聚焦方法是信噪比比較低，成像分辨率不是很高，但是其硬件電路簡單，系統(tǒng)成本及復雜度都比較低。</p><p>　　多陣元合成孔徑聚焦成像方法是對旁瓣有很好的抑制效果，但是與單陣元相比較，系統(tǒng)的成本及復雜度都有很大提高。</p><p>　　合成發(fā)射孔徑成像中子孔徑的尺寸是影響系統(tǒng)復雜度和成像質量的重要參數(shù)，子孔徑越大，成像的分辨率越高，但是相應的系統(tǒng)復雜度以及成本

72、也相應增加。</p><p>　　合成接收孔徑成像由于只有很少的接收通道，造價比較小，但是接收孔徑的尺寸是影響系統(tǒng)分辨率的重要因素。</p><p>　　合成聚焦成像無論是主瓣的寬度還是對旁瓣的抑制都是比較好的，但是單陣元發(fā)射，信噪比較低，容易受到雜波干擾，而且系統(tǒng)復雜度比較高，成本高。</p><p>　　第四章 合成孔徑聚焦成像中各個參數(shù)的影響</p>

73、;<p>　　在合成孔徑聚焦中有很多參數(shù)對成像效果有影響。如中心頻率，陣元總數(shù)，陣元間距，波數(shù)等。在中心頻率和波數(shù)相同的條件下，分析陣元總數(shù)，陣元間距，子孔徑陣元數(shù)對成像的影響。</p><p>　　4.1換能器陣元數(shù)對成像的影響</p><p>　　分析陣元數(shù)在合成孔徑聚焦成像中的影響，保持其他條件不變的基礎上，通過改變陣元數(shù)，觀察所得結果的不同，從而得知換能器陣元數(shù)對成像

74、的影響。</p><p><b>　　參數(shù)設置：</b></p><p>　　陣元中心頻率=3.5MHZ，聲速c=1.5mm/us，陣元間距d=λ/4,波束角度取值范圍為~。陣元總數(shù)分別取N=32，N=64，N=128。</p><p>　　圖4.1陣元數(shù)對合成孔徑成像的影響</p><p>　　從上圖可知，陣元數(shù)越多，

75、主瓣寬度越小，副瓣高度也逐漸降低，這可以得到結論：合成孔徑聚焦的換能器陣元數(shù)越多，成像分辨率越高，成像質量越好。但是多換能器也會提高硬件要求，使成本升高，增加軟件復雜度，在實際中要按照需要進行選擇。</p><p>　　4.2陣元間距對合成孔徑成像的影響</p><p>　　分析陣元間距在合成孔徑聚焦成像中的影響，保持其他條件不變的基礎上，通過改變陣間距，觀察所得結果的不同，從而得知陣元間

76、距因素對成像的影響。</p><p><b>　　參數(shù)設置：</b></p><p>　　在單陣元合成孔徑聚焦中，陣元總數(shù)N=64，陣元中心頻率=3.5MHZ，聲速c=1.5mm/us，,波束角度𝞱取值范圍為~。</p><p>　　陣元間距d分別取d=λ/2, d=λ/4,d=λ/8。</p><p>

77、　　圖4.2 陣元間距對合成孔徑成像的影響</p><p>　　由上圖可知，在d=λ/2時，有很大的副瓣產生，是因為陣元之間間距過大，達到了奈奎斯特采樣定理的臨界值，當d<λ/2 時, 發(fā)現(xiàn)副瓣消失了; 當繼續(xù)減小d時,可以發(fā)現(xiàn) 副瓣雖然消失了, 但主瓣寬度將變得很寬,這就使得分辨率將減小。因此對于陣元移動間距的選擇并不是越小越好。</p><p>　　4.3子陣元孔徑數(shù)對合成孔徑成

78、像的影響</p><p>　　分析子孔徑陣元數(shù)在合成孔徑聚焦成像中的影響，保持其他條件不變的基礎上，通過改變子孔徑陣元數(shù)，觀察所得結果的不同，從而得知子孔徑陣元數(shù)對成像的影響。</p><p><b>　　參數(shù)設置：</b></p><p>　　在多陣元合成孔徑聚焦中，陣元總數(shù)N=32，陣元中心頻率=3.5MHZ，聲速c=1.5mm/us，陣元

79、間距d=λ/2,波束角度取值范圍為~。子孔徑數(shù)分別為L=4,L=8,L=16</p><p>　　圖4.3子孔徑陣元數(shù)對合成孔徑成像的影響</p><p>　　由上圖可知，子孔徑數(shù)目越多，成像效果越好。采用多陣元孔徑聚焦對旁瓣的抑制效果比價好。</p><p>　　綜合各種結果可以得知，換能器陣元數(shù)越多，陣元間距越小，子孔徑陣元數(shù)越多，合成孔徑聚焦成像效果越好。但是

80、增加陣元數(shù)和子孔徑陣元數(shù)都會提高系統(tǒng)硬件難度和成本，應該根據具體情況選擇合適的成像參數(shù)。</p><p>　　第五章 實驗設計仿真</p><p>　　上面已經分析了各種因素對合成孔徑成像質量的影響，在這里將通過Field II軟件來仿真及驗證各種因素的影響是否正確。Field II是丹麥理工大學快速成像實驗室提供的仿真平臺。它可以仿真超聲探頭所發(fā)出的聲場和超聲圖像。Field II是基于

81、線性系統(tǒng)空間原理，將傳感器分成一些小的單元，再將這些小的單元產生的響應疊加在一起。Field II可以計算大量的超聲傳感器的發(fā)射脈沖和回波聲場，同時還可以模擬一些線性成像以及人體組織的逼真圖像等。Field II仿真效果已經與實際的圖像很接近，目前已被廣泛上認同為超聲仿真的標準。Field II軟件使用前要先進行初始化，才能夠調用Field II的命令。</p><p>　　5.1陣元數(shù)對成像的影響</p&

82、gt;<p>　　分析陣元數(shù)在合成孔徑聚焦成像中的影響，保持其他條件不變的基礎上，通過改變陣元數(shù)，觀察所得結果的不同，從而得知因素對成像的影響。</p><p>　　Field II仿真基本參數(shù)設置：</p><p>　　中心頻率3MHz,聲速為1.54mm/us，子孔徑陣元數(shù)32，采樣頻率100MHz，7個散射點的坐標分別為(-9,0,20), (-6,0,30), (-3

83、,0,40)，(0,0,50), (3,0,60), (6,0,70), (9,0,80)。陣元間距d=λ。水平孔徑為width=0.5mm，垂直孔徑為width=0.1mm,聚焦點為（0,0,50）。</p><p>　　陣元線性陣列數(shù)分別為N=128，N=256。圖5.1和圖5.2分別給出了不同陣元數(shù)下合成孔徑成像效果。</p><p>　　圖5.1 合成孔徑聚焦成像陣元數(shù)128

84、 圖5.2 合成孔徑聚焦成像陣元數(shù)256</p><p>　　由圖5.1和圖5.2可知：合成孔徑聚焦的換能器陣元數(shù)越多，成像分辨率越高，成像質量越好。</p><p>　　5.2窗函數(shù)對成像的影響</p><p>　　分析窗函數(shù)在合成孔徑聚焦成像中的影響，保持其他條件不變的基礎上，通過改變程序中是否添加窗函數(shù) ，觀察所得結果的不同，從而得知因素對成像的影響。&

85、lt;/p><p>　　Field II仿真基本參數(shù)設置：</p><p>　　128陣元線性陣列,中心頻率3MHz,聲速為1.54mm/us，子孔徑陣元數(shù)32，采樣頻率為100MHz，陣元間距為d=λ/2，聚焦點為（0,0,50），7個散射點坐標分別為(-9,0,20),(-6,0,30),(-3,0,40)(0,0,50),(3,0,60),(6,0,70),(9,0,80)。 </

86、p><p>　　水平孔徑為width=0.5mm，垂直孔徑為width=0.1mm 。 </p><p>　　窗函數(shù)hamming窗：</p><p>　　, n=0,1,…,N-1 （5-1）</p><p>　　圖5.3 合成孔徑聚焦成像加窗 圖5.4 合成孔徑聚焦成像未加窗</p>

87、<p>　　由圖5.3和圖5.4可以得知：經過幅度變跡后的成像的陰影影響減小，但是圖像的分辨率也降低了。</p><p>　　5.3陣元間距對成像的影響</p><p>　　分析陣元間距在合成孔徑聚焦成像中的影響，保持其他條件不變的基礎上，通過改變陣元間距，觀察所得結果的不同，從而得知子孔徑陣元數(shù)對成像的影響。</p><p>　　Field II仿真

88、基本參數(shù)設置：</p><p>　　128陣元線性陣列，中心頻率3MHz，聲速為1.54mm/us，子孔徑陣元數(shù)32，采樣頻率100MHz，7個散射點坐標分別為(-9,0,20)，(-6,0,30)， (-3,0,40) ，(0,0,50)， (3,0,60)，(6,0,70)， (9,0,80)。水平孔徑為w=0.5mm，垂直孔徑為S=0.1mm，聚焦點為（0,0,50）。</p><p&g

89、t;　　陣元間距d=λ，d=λ/2，d=λ/4。</p><p>　　圖5.5陣元間距d=λ 圖5.6陣元間距d=λ/2</p><p>　　圖5.7陣元間距d=λ/4</p><p>　　由圖5.5，圖5.6和圖5.7可知，當陣元間距為λ/2時，會有很大的副瓣產生，是因為陣元之間間距過大，達到了奈奎斯特采樣定理的臨界值，當繼

90、續(xù)減小d時,可以發(fā)現(xiàn)分辨率更高了。陣元間距越小，合成孔徑成像效果越好，分辨率越高。</p><p>　　5.4子孔徑陣元數(shù)對成像的影響</p><p>　　分析子孔徑陣元數(shù)在合成孔徑聚焦成像中的影響，保持其他條件不變的基礎上，通過改變子孔徑陣元數(shù)，觀察所得結果的不同，從而得知子孔徑陣元數(shù)對成像的影響。</p><p>　　Field II仿真基本參數(shù)設置：</

91、p><p>　　128陣元線性陣列,中心頻率3MHz,聲速為1.54mm/us，采樣頻率100MHz，7個散射點坐標(-9,0,20), (-6,0,30), (-3,0,40) (0,0,50), (3,0,60), (6,0,70), (9,0,80)。水平孔徑為w=0.5mm，垂直孔徑為S=0.1mm，陣元間距d=λ/2, 聚焦點為（0,0,50）。</p><p>　　子孔徑陣元數(shù)N=

92、32，N=64。</p><p>　　圖5.8子孔徑陣元數(shù)32 圖5.9孔徑陣元數(shù)64</p><p>　　由圖5.8和圖5.9可知：子孔徑陣元數(shù)越多，旁瓣抑制效果越好，成像質量越好。</p><p>　　5.5水平孔徑對合成孔徑成像的影響</p><p>　　分析水平孔徑在合成孔徑聚焦成像中的影響

93、，保持其他條件不變的基礎上，通過改變水平孔徑，觀察所得結果的不同，從而得知子孔徑陣元數(shù)對成像的影響。</p><p>　　Field II仿真基本參數(shù)設置：</p><p>　　128陣元線性陣列,中心頻率3MHz,聲速為1.54mm/us，采樣頻率100MHz，7個散射點坐標(-9,0,20), (-6,0,30), (-3,0,40) (0,0,50), (3,0,60), (6,0,

94、70), (9,0,80)。 陣元間距d=λ/2。子孔徑陣元數(shù)N=32。聚焦點為（0,0,50）。</p><p>　　水平孔徑分別為w=0.5mm，w=1mm。</p><p>　　圖5.10水平孔徑w=0.5mm 圖5.11水平孔徑w=1mm</p><p>　　由圖5.10和圖5.11可以知道，水平孔徑越大，對旁瓣的抑制效果越好，成像質

95、量越高，但是增大孔徑，會使成本增加，同時也會造成系統(tǒng)復雜度的增加。</p><p><b>　　5.6小結</b></p><p>　　通過以上的分析可以得知，陣元數(shù)目越多，子陣元越多，陣元間距越小，水平孔徑越大，成像質量越好。窗函數(shù)可以使因旁瓣引起的陰影現(xiàn)象減弱從而使成像效果更好。但是增加陣元數(shù)目會使硬件要求和成本增加，在現(xiàn)實中要合理選擇。</p>&

96、lt;p>　　本文介紹了合成孔徑超聲聚焦成像的工作原理，分析了各種因素對合成孔徑聚焦成像的影響，還通過仿真實驗驗證各種因素對合成孔徑聚焦成像的影響。合成孔徑聚焦成像作為一種超聲成像處理方法，可以和其他成像方法結合，提高成像的質量。</p><p><b>　　第六章 總結</b></p><p>　　本文介紹了合成孔徑超聲聚焦成像的工作原理，分析了各種因素對合成

97、孔徑聚焦成像的影響，還通過仿真實驗驗證各種影響。合成孔徑聚焦成像作為一種超聲成像處理方法，可以和其他成像方法結合，提高成像的質量。</p><p>　　本文在查閱了大量的國內外相關資料的基礎上，分析了合成孔徑聚焦超聲成像的方法和研究現(xiàn)狀，詳細的介紹了合成孔徑聚焦成像的成像原理和各種工作模式，以及各種模式的優(yōu)缺點，根據換能器陣列的聲場輻射理論對合成孔徑聚焦超聲成像進行建模，分析了陣元數(shù)，陣元間距，子孔徑陣元數(shù)，孔徑

98、大小對合成孔徑聚焦超聲成像的影響，同時進行了波束仿真。通過Field II軟件仿真可以看到，換能器陣元數(shù)越多，陣元間距越小，子孔徑陣元數(shù)越多，成像孔徑水平越大的情況下，合成孔徑聚焦成像的效果越好。但是增加陣元數(shù)和子孔徑數(shù)，孔徑大小都會提高系統(tǒng)的復雜度和成本，應根據實際情況選擇合適的條件。</p><p>　　超聲成像在海洋超聲檢測，無損探傷領域具有很高的應用前景。超聲成像技術在現(xiàn)代無損檢測技術中是一種重要的技術，

99、隨著電子學和計算機科學技術的快速發(fā)展，超聲無損檢測技術也有了新的發(fā)展。無損檢測技術的目的是檢測出物體的缺陷，并確定缺陷的位置，大小和性質。目前大量的應用于金屬材料的構建質量在線監(jiān)控和產品的再投檢查，如鋼板，管道等，還有各種新材料的檢測，如有機基復合材料，結構陶瓷材料等。由于超聲成像直觀易懂，檢測精度高，應用于大型結構，壓力容器和復雜設備的檢測。超聲檢測技術還廣泛的應用于醫(yī)學方面，如人們正在努力將超聲檢測技術用于血壓控制系統(tǒng)進行非接觸檢測

100、。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　從論文的選題、資料的收集到論文的撰寫編排整個過程中，我得到了許多的熱情幫助。尤其要強烈感謝我的論文指導老師林杰老師，她對我進行了無私的指導和幫助，給我耐心的講解疑難和一些不懂的問題，還幫助進行論文的修改和改進。從導師身上我體味到了豐富的學養(yǎng)、嚴謹?shù)淖黠L、求實的態(tài)度，勤奮的精神，這都成為了我不斷前行的動力

101、和標桿。在論文的撰寫和資料搜集期間，前人的資料對我提供了莫大的幫助，這里再次感謝。</p><p>　　此外，本文最終得以順利完成，也是與學院其他老師的幫助分不開的，雖然他們沒有直接參與我的論文指導，但在也給我提供了不少的意見，提出了一系列可行性的建議，在此向他們表示深深的感謝!感謝我的同學馬少玥、楊闊、劉鍇四年來對我學習、生活的關心和幫助。</p><p>　　最后，感謝所有關心我、幫助