Page 52 - 应用声学2019年第2期

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式(11) 中，∆ 为绝对误差，L 为真值。以横截面图像 Berlin: Springer Netherlands, 2012: 31–38.
中外轮廓曲线为例，重构图像的外轮廓曲线近似圆 [2] Norose Y, Mizutani K, Wakatsuki N, et al. High-
performance nondestructive inspection method for high-
形，求得平均直径为 6.21 mm，计算出重构图像中
attenuation billet: ultrasonic computerized tomogra-
外轮廓曲线的直径偏差仅为 0.21 mm，相对误差为 phy using time-of-flight[C]. IUS. International Ultrasonics
3.5%，表明利用弧形聚焦换能器并结合 LSQR 算法 Symposium. Chicago, 2014: 1424–1427.
对壁厚为1 mm的环状笔芯横断面进行CT检测，能 [3] Zhang H J, Thurber C, Rowe C, et al. Automatic P-
wave arrival detection and picking with multiscale wavelet
够取得理想的成像效果，检测分辨力可达毫米级。
analysis for single-component recordings[J]. Bulletin of the
Seismological Society of America, 2003, 93(5): 1904–1912.
3 结论 [4] Mitsui H, Mizutani K, Wakatsuki N. Defect detec-
tion in square billet using time-of-flight of longitudi-
本文从换能器的角度出发，分析了采用弧形线 nal waves[J]. Japanese Journal of Applied Physics, 2010,
聚焦换能器作为信号发射器和接收器时，利用其焦 49(7): 131–136.
[5] Li C, Huang L J, Duric N, et al. An improved auto-
域切片对物体进行 CT 检测能够获得较高的信噪比
matic time-of-flight picker for medical ultrasound tomog-
和较精准的投影数据。同时，分析了聚焦切片大小 raphy[J]. Ultrasonics, 2009, 49(1): 61–72.
对成像的影响，配合旋转半径为一倍声焦距的扫描 [6] Kak A C, Slaney M. Princicles of computerized tomo-
机构对物体进行投影测量，不仅能够提高信噪比， graphic imaging[M]. New York: Society for Industrial and
Applied Mathematics, 2001: 147–153.
为获取走时数据提供便利，提高超声 CT 的检测效
[7] Reichel L, Ye Q. A generalized LSQR algorithm[J]. Nu-
率，而且能够保证走时数据的精确度。通过 FBP和 merical Linear Algebra with Applications, 2008, 15(7):
LSQR两种图像重建算法对实验所获得走时差数据 643–660.
[8] 阎春生, 廖延彪, 田芊. 层析成像图像重建算法综述 [J]. 中国
进行反向求解并成像，对比了两者的优劣。结果表
光学, 2013, 6(5): 617–632.
明，FBP 算法计算效率高，但由于对投影数据完备 Yan Chunsheng, Liao Yanbiao, Tian Qian. Image recon-
性要求高，图像重建结果不理想；LSQR算法虽然计 struction algorithms of computed tomography[J]. Chinese
算时间较长，但是通用性好，抗噪能力强，重建出的 Optics, 2013, 6(5): 617–632.
[9] 张定华, 胡栋材, 黄魁东, 等. 基于射束衰减网格的锥束 CT 散
图像质量更佳，结合适当几何尺寸的弧形线聚焦换
射校正方法 [J]. 中国机械工程, 2009, 20(6): 639–643.
能器进行使用，检测分辨力可达毫米量级，具有较高 Zhang Dinghua, Hu Dongcai, Huang Kuidong, et al.
的工程参考价值。 Beam attenuation grid-based scatter correction method
for cone beam CT[J]. China Mechanical Engineering,
为了保证被测样品能够处于聚焦切片之中，本
2009, 20(6): 639–643.
文依据被测样品的尺寸，设计了相对应的弧形线聚 [10] 王鸿樟. 换能器与聚焦系统 [M]. 上海: 上海交通大学出版社,
焦换能器和扫描检测机构，使得成像区域的声束近 1996: 188–198.
似为平行声束，从实验角度研究了利用聚焦切片进 [11] Delany M E, Bazley E N. Monopole radiation in the pres-
ence of an absorbing plane[J]. Journal of Sound & Vibra-
行CT检测的可行性，但对于实际检测，仍需研制一
tion, 1970, 13(3): 269–279.
种灵活多变、可适用于大多数检测对象的检测系统。 [12] 龙云亮, 蒋鸿雁. 计算 Sommerfeld 型积分远场近似的新方
此外，文中仅用了频率为 1 MHz 的超声波信号对壁 法 [J]. 系统工程与电子技术, 1994(10): 29–34.
厚为 1 mm 的环状笔芯进行了检测实验，考虑超声 Long Yunliang, Jiang Hongyan. A new approach to eval-
uate the far field approximation of sommerfeld-type inte-
波在介质中传播时会发生衰减，从而降低信噪比，且 gral[J]. Journal of Systems Engineering and Electronics,
衰减的强弱与信号发射频率，以及介质属性有着密 1994(10): 29–34.
切的关系，故在今后的超声透射 CT技术研究中，还 [13] 周正干, 张宏宇, 魏东. 脉冲压缩技术在超声换能器激励接收
方法中的应用 [J]. 中国机械工程, 2010, 21(17): 2127–2131.
应当结合信号频率和被测物体声学特性进行全面
Zhou Zhenggan, Zhang Hongyu, Wei Dong. Applica-
研究。 tions of pulse compression in ultrasonic transducers ex-
citation and receiving[J]. China Mechanical Engineering,
2010, 21(17): 2127–2131.
参 考 文 献 [14] 郭荣. 扇形束 CT 局部重建算法研究 [D]. 太原: 中北大学,
2015.
[1] Lasaygues P, Lefebvre J P, Guillermin R, et al. Ad- [15] 柯丽, 刘欢, 杜强, 等. 基于滤波反投影的脑磁感应迭代重建
vanced ultrasonic tomograph of children’s bones[M]. 算法研究 [J]. 仪器仪表学报, 2016, 37(11): 2445–2451.