[发明专利]一种水下亚波长分辨率三维成像方法

摘要

本发明公开了一种水下亚波长分辨率三维成像方法，包括以下步骤：(1)声信号发射；(2)声透镜波束形成；(3)声信号接收、调理；(4)图像处理及显示：根据声透镜的成像规律得到的二维数据，使用发射和接收的时间得到的距离数据，结合水声传感器的接收的电信号即可得到三维水声数据；将三维水声图像数据进行图像增强、图像分割，最后使用开源可视化程序库VTK，实现目标三维成像。反射声波通过声透镜聚焦并形成波束，大大减少普通成像系统的硬件电路，由于声子晶体的负折射特性实现了亚波长声成像；采用介观压阻的新型水声传感器，对水声信号有较好的响应特性，实现了微弱水声信号的有效转化。

主权项

一种水下亚波长分辨率三维成像方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)声信号发射：单片机控制电路启动高频脉冲发射电路产生超声脉冲，通过MEMS电声换能单元对准水下目标发射声波，同时记录发射时间并存储在数据存储器RAM中；(2)声透镜波束形成：发射的声波遇到水下目标，在目标表面产生反射声波，反射声波通过由声子晶体声透镜，形成波束，并在声透镜焦点位置聚焦；(3)声信号接收、调理：水声传感器在焦点位置接收声透镜聚焦的水声信号，将其转变为电信号，信号调理电路对该电信号进行放大、滤波，再利用转换器将处理后的模拟信号转换为数字信号，同时计算和记录反射声波到达时间并存储在数据存储器RAM中；(4)图像处理及显示：根据声透镜的成像规律得到的二维数据，使用发射和接收的时间得到的距离数据，结合水声传感器的接收的电信号即可得到三维水声数据；将三维水声图像数据进行图像增强、图像分割，最后使用开源可视化程序库VTK，实现目标三维成像。