Page 166 - 《应用声学》2024年第1期

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在由 B 扫描或 C 扫描获得超声图像时，必须保
1 图像畸变校正原理
证超声图像中每个 A 扫描回波信号对应的像素点
在超声显微成像中，通过 A 扫描获得待测样品 位置与扫描探头的实际位置一致，这在闭环系统中
某个位置处的回波信号，反映了该处轴向的深度信 容易实现，通常通过伺服电机的编码器或利用光栅
息(图1(a)∼(b))；当扫描系统按照直线方式运动时， 尺等将步进电机扫描的精确位置反馈至上位机来
可获得多个 A 扫描的回波信号，构成 B 扫描，反映 实现(图2(a))。
了待测样品沿该直线的剖面信息 (图 1(c))；当扫描 在开环系统中，由于运动控制器只负责发出扫
系统按照蛇形或梳形方式运动时，可获得多个 A 扫
描指令而无扫描探头的位置信息反馈 (图 2(b))，难
描的回波信号，构成C扫描，反映了待测样品在某个
以保证像素点位置与扫描探头的实际位置完全一
深度的层析信息或表面形貌(图1(d))。
致。当扫描系统按照连续直线方式运动时，即使运
动控制器在每次直线扫描(B扫描)过程中发射驱动
脉冲数量相同，每次直线运动情况也不完全一致，
V/V 主要是线性运动区的起始和终止位置不同。这是

由于步进电机转子转动时，运动速度并不总是均匀
t/s
的，其开始和停止过程存在加速和减速运动，会引
(a) ᡔܦAੳଡᇨਓڏ (b) ЧیᡔܦAੳଡڀฉηՂ
入空触发等造成的位移误差。因此，当采用开环系
统连续直线扫描时，不论采用蛇形扫描 (图 3(a)) 还
是梳形扫描 (图 3(b))，由于存在加速和减速过程诱
导的非线性运动 (图 3(c)~(d))，导致每个 B 扫描的

线性运动区起始位置和终止位置均存在随机误差
(c) ᡔܦBੳଡᇨਓڏ (d) ᡔܦCੳଡᇨਓڏ (图 3(e))，从而使得感兴趣区域 (Region of interest,
ROI)出现错位，引起图像像素错位畸变。在开始运
图 1 超声扫描方式示意图
行一段时间后，速度趋于稳定 (即进入线性运动区)，
Fig. 1 Schematic diagram of ultrasonic scanning
mode 此时位移误差大幅降低，可忽略不计。

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图 2 扫描系统工作原理框图
Fig. 2 Scanning system working principle block diagram