[发明专利]一种基于小波分析与相关算法的空气耦合超声成像方法

权利要求书

1.一种基于小波分析与相关算法的空气耦合超声成像方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1接收扫描平面内每一点的空气耦合超声透射信号；

S2对每一点的空气耦合超声透射信号进行小波分解；

S3选取超声探头中心频率所在子频带小波系数，求小波系数的包络曲线；

S4对小波系数的包络曲线进行平滑滤波；

S5选取无缺陷区域的信号包络作为参考信号；

S6求平面内每一点小波系数包络与参考信号包络的相关系数；

S7根据相关系数最小值判断是否存在小尺寸缺陷，若是，则重新选取平滑窗的大小，进行自适应平滑滤波后，再次计算相关系数；

S8利用步骤S6或S7中的相关系数，形成灰度矩阵，进行缺陷成像。

2.如权利要求1所述的基于小波分析与相关算法的空气耦合超声成像方法，其特征在于，所述步骤S3中，对子频带小波系数d_ij(t′)利用希尔伯特变换求包络，其数学表达式为：

其中，i为每一点所属行数，j为该点所属列数。

3.如权利要求1所述的基于小波分析与相关算法的空气耦合超声成像方法，其特征在于，所述步骤S4中包络曲线平滑滤波方法为:以固定的窗口尺寸进行均值平滑，平滑后的包络信号记为z_ij(t′)。

4.如权利要求1所述的基于小波分析与相关算法的空气耦合超声成像方法，其特征在于，所述步骤S5中参考信号选取方法为：在扫描面的边缘选取至少五个点，假设为无缺陷的完好信号，取这至少五个点小波系数包络的平均值作为参考信号r(t′)。

5.如权利要求1所述的基于小波分析与相关算法的空气耦合超声成像方法，其特征在于，所述步骤S6中相关系数计算的数学表达式为：

其中[t₁′，t₂′]为接收信号中含有透射波信号的离散时间段，计算扫描平面上每一点的相关系数，构成相关系数矩阵R，假设为共a×b个扫描点

6.如权利要求5所述的基于小波分析与相关算法的空气耦合超声成像方法，其特征在于，步骤S7中针对小尺寸缺陷的自适应平滑滤波主要包括如下步骤：

步骤A根据计算所得的相关系数R矩阵中的最小值R_min，判断是否存在小尺寸缺陷，当R_min满足如下关系时，认为该点处存在小尺寸缺陷：

其中为相关系数的均值，σ为相关系数的标准差；

步骤B当判断为小尺寸缺陷时，重新调节小波系数包络曲线的平滑滤波窗口尺寸N，N按照如下经验公式进行计算：

步骤C以N为平滑窗口尺寸对小波系数包络曲线y(t′)重新进行平滑滤波，更新包络信号z_ij(t′)；

步骤D重复步骤S5和步骤S6，更新相关系数矩阵R。