[发明专利]一种圆柱阵面三维成像系统的多角度快速成像显示方法

权利要求书

1.一种圆柱阵面三维成像系统的多角度快速成像显示方法，其包括：

a)对接收并经过Dechirp处理后的回波信号进行预处理，包括对采集的回波信号去直流以及去掉收发通道的隔离度不够所产生的泄漏信号；

b)对预处理后的回波信号进行角度和高程的二维傅立叶变换，得到该信号在圆柱坐标系的三维频域S₂(ξ，ω，k_z)，其中ξ为角度方向的频域，k_z为高程方向的频域；

c)对二维傅立叶变换后的回波信号进行相位补偿；

d)对相位补偿后的回波信号进行角度频域ξ的反傅立叶变换；

e)对经反傅立叶变换的回波信号旋转一个固定角度并进行插值，得到旋转角度对应的三维图像在笛卡尔坐标系的三维频域；

f)对获得的三维图像在笛卡尔坐标系的三维频域进行三维反傅立叶变换，得到目标区域的三维图像；

g)对获得的三维图像进行投影显示，得到在一个角度下的二维投影图像；

h)重复执行步骤e-g)M次得到M个角度下的二维投影图像，其中M＝1+最大扫描角度/所选择的相邻两个角度之间的角度差。

2.根据权利要求1的方法，其中在步骤a)中，选定发射和接收天线单元在某个角度θ_i和高程z′_j位置所接收的回波信号s_r(θ_i，ω，z′_j)，根据参考信号通道和收发通道之间的延迟差，确定泄漏信号经Dechirp处理之后生成的点频信号所在的泄漏频点，然后对s_r(θ_i，ω，z′_j)进行ω的傅立叶变换以去掉0频信号和泄漏频点的信号，将0频和泄漏频点的信号的幅度值置0，然后再对变换处理后的信号进行ω的反傅立叶变换，遍历所有的角度θ和高程z′以去直流和去泄漏信号。

3.根据权利要求1的方法，其中在步骤c)中，利用步骤b获得的S₂(ξ，ω，k_z)与的共轭相乘以实现相位补偿，其中H_ξ(2k_rR)为hankel函数，

4.根据权利要求1的方法，其中在步骤e)中，先通过θ，k_z，ω的取值确定k_x、k_y和k_z的范围和间隔，生成笛卡尔坐标系下的空间采样点(k_x，k_y，k_z)，对每一个采样点(k_x，k_y，k_z)求取对应的坐标值(θ，k_z，ω)，通过近邻插值法得到笛卡尔坐标系下的三维频域F(k_x，k_y，k_z)。

5.根据权利要求1的方法，其中在步骤g)中，根据三维图像f(x，y，z)中(y，z)的取值范围生成一个初始二维投影图像p(y，z)，对于初始二维投影图像中的任一点(y_i，z_j)求取在所有x的取值范围之内的f(x，y_i，z_j)的最大值，将该最大值赋给p(y_i，z_j)，对所有的y和z进行遍历，完成对一个角度的二维投影图像p(y，z)的所有像素点的赋值，在屏幕上显示出一个角度的二维投影图像。

6.根据权利要求1的方法，其中所选取第一角度的二维投影图像不是从0度开始，而是从θ_L/2度开始，θ_L为选取的单次成像的积累角度，此时M＝(最大扫描角度-θ_L)/Δθ+1，Δθ为所选择的相邻两个角度之间的角度差。

7.根据权利要求1的方法，其中当扫描角度大于180度时，先将所有扫描回波数据按角度分成2组或3组，根据投影显示的角度要求，相邻组数据之间在角度上可部分重叠，针对第一组扫描回波数据执行步骤一至八直到获得第一组下的所有选择角度的二维投影图像；然后重复执行步骤一至八直到获得第2组、第3组下的所有选择角度的二维投影图像。

8.根据权利要求4的方法，其中对每一个采样点(k_x，k_y，k_z)求取对应的坐标值(θ，k_z，ω)的方法是：

2k_rcos(θ-n·Δθ)＝k_x

2k_rsin(θ-n·Δθ)＝k_y

k=2ωc=kx2+ky2+kz2]]>

kr=kx+ky]]>

其中n＝0并且每重复执行步骤e)时自动加1；Δθ为所选择的相邻两个角度之间的角度差；θ为天线阵列扫描的角度范围；ω为发射的射频线性调频信号的频率；c为光速。