超声相控阵扫描成像与软件系统研究

• 作 者: 施成龙
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院大学
• 发表日期: 2015年期
• 关键词: 超声相控阵成像 软件系统 缺陷特征 PCI总线 小波包变换

相比较传统超声成像，超声相控阵扫描成像具有较高的灵敏度、分辨率和信噪比。而超声相控阵软件可以提供大量数据的实时可视化成像以及缺陷结果分析，从而提供较好的检测结果。本文对超声相控阵扫描成像与软件系统进行了研究，具体研究内容分为三个部分的内容。　　第一个部分为超声相控阵扫描成像研究及软件系统实现方式，主要介绍超声相控阵成像的基本原理和超声相控阵软件的开发及测试。首先描述了超声相控阵扫描成像的基本原理，然后说明了开发超声相控阵软件的关键技术和算法，并通过实验测试了开发软件的基本功能。　　第二个部分为超声相控阵软件中主要决定其性能的数据传输部分的研究，详细说明了决定超声相控阵软件系统数据传输速度的三个因素:数据总线、硬件驱动、数据读取程序，选择高速数据传输总线PCI总线为数据总线，使用DriverStudio开发高效的PCI总线驱动，并采用多核多线程技术提高数据读取程序效率。实验表明，采用优化方案后，超声相控阵系统的扫描速度提高了50％，　　第三个部分为超声相控阵软件缺陷分析的研究，包括缺陷定性、定量、定位方法研究。在缺陷定性方面，提出了一种使用小波包变换提取缺陷特征信息，并应用深度神经网络对得到的信息进行定性分析的方法。实验结果表明，采用新方法后，缺陷定性的准确率和效率都得到了极大得提高。在缺陷定量定位方面，介绍了几种缺陷定量定位方法，并提出了一种采用BP神经网络对缺陷进行定量的方法。实验表明，采用新方法定量缺陷，最大误差为0.09mm，满足缺陷定量要求。在超声相控阵软件中使用小波包变换和神经网络来对缺陷进行定性定量分析，能够排除人为干扰，增加识别准确率。