專(zhuān)利名稱(chēng)：相控陣數(shù)據(jù)的重建的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像重建，特別涉及用于重建相控陣數(shù)據(jù)的方法。
背景技術(shù)：
在相控陣中，將多個(gè)超聲換能器排列成陣列。該陣列中的各換能器可以被單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。通過(guò)使用延遲和幅度圖案(pattern),能使用換能器的陣列來(lái)形成特定波束。所使用的延遲圖案和幅度圖案(也稱(chēng)為規(guī)則)經(jīng)常按術(shù)語(yǔ)焦距規(guī)則(focal law)進(jìn)行分組。能使用不同焦距規(guī)則來(lái)形成波束，這些波束不僅聚焦于不同距離的點(diǎn)，而且以不同角度形成波束。相控陣裝置捕獲反射的信號(hào)，如二維(2D) B型掃描模式。在基于無(wú)損評(píng)估(NDE)的通用相控陣中，捕獲大量二維圖像。為了有效地顯現(xiàn)并分析數(shù)據(jù)，需要三維(3D)體積重建來(lái)融合這些二維圖像。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一種實(shí)施例，一種圖像重建方法，包括:接收包含多個(gè)采樣點(diǎn)的體積數(shù)據(jù)；確定抑制低幅度并保存最大幅度的采樣點(diǎn)的第一調(diào)節(jié)；確定采樣點(diǎn)的第二調(diào)節(jié)，其中采樣點(diǎn)的影響取決于其與采樣網(wǎng)格中網(wǎng)格點(diǎn)的距離；確定用于第一調(diào)節(jié)和第二調(diào)節(jié)的包含多個(gè)加權(quán)函數(shù)的核心(kernel)，以便確定多個(gè)采樣點(diǎn)中每一個(gè)的能量擴(kuò)展度，而不用確定該核心的形狀或尺寸；以及根據(jù)多個(gè)采樣點(diǎn)的每一個(gè)的能量擴(kuò)展度輸出重建后的體積。根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一種實(shí)施例，一種圖像重建方法，包括:接收包含多個(gè)采樣點(diǎn)的體積數(shù)據(jù)；確定抑制低幅度并保存最大幅度的采樣點(diǎn)的第一調(diào)節(jié)；確定采樣點(diǎn)的第二調(diào)節(jié)，其中，采樣點(diǎn)的影響取決于其與采樣網(wǎng)格中網(wǎng)格點(diǎn)的距離；以及，確定用于第一調(diào)節(jié)和第二調(diào)節(jié)的卷積(convolution)的包含多個(gè)加權(quán)函數(shù)的核心，以便確定多個(gè)采樣點(diǎn)中每一個(gè)的能量擴(kuò)展度。確定該核心進(jìn)一步包括:通過(guò)設(shè)定各采樣點(diǎn)至最近鄰網(wǎng)格點(diǎn)來(lái)重建體積數(shù)據(jù)；以及，根據(jù)多個(gè)采樣點(diǎn)中每一個(gè)的能量擴(kuò)展度來(lái)濾波體積數(shù)據(jù)。該方法進(jìn)一步包括根據(jù)多個(gè)采樣點(diǎn)中每一個(gè)的能量擴(kuò)展度來(lái)輸出重建后的體積。根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一種實(shí)施例，一種用于執(zhí)行圖像重建方法的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括:處理器，其被構(gòu)造用于根據(jù)體積數(shù)據(jù)來(lái)重建圖像，該處理器確定抑制低幅度并保存最大幅度的采樣點(diǎn)的第一調(diào)節(jié)，確定采樣點(diǎn)的第二調(diào)節(jié)，其中采樣點(diǎn)的影響取決于其與采樣網(wǎng)格中網(wǎng)格點(diǎn)的距離，確定用于第一調(diào)節(jié)和第二調(diào)節(jié)的包含多個(gè)加權(quán)函數(shù)的核心，以便確定多個(gè)采樣點(diǎn)中每一個(gè)的能量擴(kuò)展度，而不用確定該核心的形狀或尺寸，并且根據(jù)多個(gè)采樣點(diǎn)中每一個(gè)的能量擴(kuò)展度來(lái)輸出重建后的體積；以及存儲(chǔ)器，其被構(gòu)造用于存儲(chǔ)重建后的體積。


下面，參照附圖，更具體地描述本發(fā)明公開(kāi)的優(yōu)選實(shí)施方式，附圖中:圖1A圖示了根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一種實(shí)施例的示例實(shí)心轉(zhuǎn)子；圖1B圖示了根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一種實(shí)施例的實(shí)心轉(zhuǎn)子掃描圖案；圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一種實(shí)施例的兩個(gè)采樣點(diǎn)；圖2B示出了根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一種實(shí)施例的在圖2A的采樣點(diǎn)處的加權(quán)核心；圖2C至圖2D示出了根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一種實(shí)施例的圖2A的ID信號(hào)的各自重建；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一種實(shí)施例的沿A型掃描的密集采樣；圖4A和圖4B圖示了根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一種實(shí)施例的快速重建方法；圖4C是根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一種實(shí)施例的快速重建方法的流程圖；圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一種實(shí)施例的體積分段；

圖6A圖示了根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一種實(shí)施例的分段重建；圖6B圖示了根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一種實(shí)施例的裕度的重建；圖7圖示了將該體積分成各自由一個(gè)線程所重建的子體積的重建；以及圖8示出了用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的體積重建所用方法的示例性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式相控陣是用于無(wú)損評(píng)估應(yīng)用的一種超聲技術(shù)。由于從一個(gè)位置捕捉的數(shù)據(jù)只描述處于特定入射角下的裂隙(flaw)特性，以及，從這個(gè)角度可能不會(huì)捕捉到非擴(kuò)散的裂隙，需要從不同位置捕捉該裂隙信息。根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一種實(shí)施例，一種基于無(wú)損評(píng)估應(yīng)用的用于相控陣的三維重建，使得能使用來(lái)自多個(gè)捕獲位置的融合信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并且提供用于裂隙檢測(cè)和形狀估計(jì)的基礎(chǔ)。本發(fā)明公開(kāi)的實(shí)施方式包括一種使用splatting的比較精確的重建方法、一種用于數(shù)據(jù)瀏覽的比較快速的重建方法、以及一種并行重建方法。本發(fā)明公開(kāi)的實(shí)施方式進(jìn)一步包括用于處理超過(guò)存儲(chǔ)器以及體積繪制器限制的體積的方法。在本說(shuō)明書(shū)中，使用實(shí)心轉(zhuǎn)子檢查例如渦輪轉(zhuǎn)子檢查來(lái)說(shuō)明本發(fā)明公開(kāi)。可以假設(shè):捕獲數(shù)據(jù)所處的位置及取向是已知的，并且不需要任何進(jìn)一步的配準(zhǔn)校正(registration correction)。此外，可以假設(shè):以圓周角密集地捕獲被檢查轉(zhuǎn)子101 (參見(jiàn)圖1A)。另外，可以假設(shè):數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)修正，使得信號(hào)回波幅度不取決于距離，而只取決于反射轉(zhuǎn)子的尺寸、形狀、以及反射特性。因此，對(duì)于距離-權(quán)重-增益裂隙度量(sizing)方法，能直接使用該幅度信息。圖1B示出了實(shí)心轉(zhuǎn)子101檢查所使用的標(biāo)志。每個(gè)采樣點(diǎn)ns由三個(gè)參數(shù)即扇形編號(hào)f、A型掃描編號(hào)a、以及米樣點(diǎn)編號(hào)s確定。米樣點(diǎn)的幅值由s (f，a，s)給出，其中^s= (f, a, s)T。每個(gè)扇形包括具有恒定角間距的帶有不同取向的幾個(gè)A型掃描。該信息可以用來(lái)確定每個(gè)采樣點(diǎn)s (f，a，s)的影響區(qū)域。命名重建體積的笛卡爾網(wǎng)格坐標(biāo)1、j、k，其中ng=(i，j, k)T。此處所描述的示例方法可以應(yīng)用于具有不同掃描模式的其它NDE應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一種實(shí)施例，數(shù)據(jù)融合描述了一種處理及方式，其中，在三維體積中融合來(lái)自若干采樣點(diǎn)的信息。由于許多三維核心在同一位置可能交疊，數(shù)據(jù)融合得到了合理的結(jié)果。可以使用不同的融合方法，包括平均值法和最大值法?？梢匀诤嫌善浞秶淙胂嗤瑓^(qū)域的那些采樣點(diǎn)所給出的信息。由這些采樣點(diǎn)所給出的信息描述了在不同角度的反射特性。在該信息中，高幅度表明裂隙或裂縫邊界。根據(jù)這些考慮，可以應(yīng)用不同的方法，包括平均值法和最大值法。最大值法抑制低幅度并保存一定區(qū)域內(nèi)的最大值。最大值法可用下列等式表達(dá):
權(quán)利要求
1.一種圖像重建方法，包括: 接收包含多個(gè)采樣點(diǎn)的體積數(shù)據(jù)； 確定抑制低幅度并保存最大幅度的所述采樣點(diǎn)的第一調(diào)節(jié)； 確定所述采樣點(diǎn)的第二調(diào)節(jié)，其中，所述采樣點(diǎn)的影響取決于其與采樣網(wǎng)格中網(wǎng)格點(diǎn)的距離； 確定用于所述第一調(diào)節(jié)和所述第二調(diào)節(jié)的包含多個(gè)加權(quán)函數(shù)的核心，以便確定所述多個(gè)采樣點(diǎn)中每一個(gè)的能量擴(kuò)展度，而不用確定所述核心的形狀或尺寸；以及根據(jù)所述多個(gè)采樣點(diǎn)中每一個(gè)的能量擴(kuò)展度來(lái)輸出重建后的體積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像重建方法，其中，確定所述核心進(jìn)一步包括: 通過(guò)設(shè)定所述采樣點(diǎn)的每一個(gè)至最近鄰網(wǎng)格點(diǎn)來(lái)重建所述體積數(shù)據(jù)；以及 根據(jù)所述多個(gè)采樣點(diǎn)中每一個(gè)的所述能量擴(kuò)展度來(lái)濾波所述體積數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括: 限定用于加權(quán)后采樣點(diǎn)幅度的第一緩沖存儲(chǔ)器；以及 限定用于多個(gè)權(quán)重的第二緩沖存儲(chǔ)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括所述多個(gè)采樣點(diǎn)中每一個(gè)到重建體積中的正向映射。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括所述體積數(shù)據(jù)的反向映射，以便發(fā)現(xiàn)影響給定體素的數(shù)據(jù)。
6.一種圖像重建方法，包括: 接收包含多個(gè)采樣點(diǎn)的體積數(shù)據(jù)； 確定抑制低幅度并保存最大幅度的所述采樣點(diǎn)的第一調(diào)節(jié)； 確定所述采樣點(diǎn)的第二調(diào)節(jié)，其中所述采樣點(diǎn)的影響取決于其與采樣網(wǎng)格中網(wǎng)格點(diǎn)的距離； 確定用于所述第一調(diào)節(jié)和所述第二調(diào)節(jié)的卷積的包括多個(gè)加權(quán)函數(shù)的核心，以便確定所述多個(gè)采樣點(diǎn)中每一個(gè)的能量擴(kuò)展度，其中，確定所述核心進(jìn)一步包括: 通過(guò)設(shè)定每個(gè)所述采樣點(diǎn)至最近鄰網(wǎng)格點(diǎn)來(lái)重建所述體積數(shù)據(jù)；以及 根據(jù)所述多個(gè)采樣點(diǎn)中每一個(gè)的能量擴(kuò)展度來(lái)濾波所述體積數(shù)據(jù)；以及 根據(jù)所述多個(gè)采樣點(diǎn)中每一個(gè)的能量擴(kuò)展度來(lái)輸出重建后的體積。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包括: 限定用于加權(quán)后采樣點(diǎn)幅度的第一緩沖存儲(chǔ)器；以及 限定用于多個(gè)權(quán)重的第二緩沖存儲(chǔ)器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包括所述多個(gè)采樣點(diǎn)中每一個(gè)到重建體積中的正向映射。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包括所述體積數(shù)據(jù)的反向映射，以便發(fā)現(xiàn)影響給定體素的數(shù)據(jù)。
10.一種計(jì)算機(jī)程序存儲(chǔ)介質(zhì)，其包含可由處理器執(zhí)行以便實(shí)施用于圖像重建方法的指令，所述方法包括: 接收包含多個(gè)采樣點(diǎn)的體積數(shù)據(jù)； 確定抑制低幅度并保存最大幅度的所述采樣點(diǎn)的第一調(diào)節(jié)；確定所述采樣點(diǎn)的第二調(diào)節(jié)，其中，所述采樣點(diǎn)的影響取決于其與采樣網(wǎng)格中網(wǎng)格點(diǎn)的距離； 確定用于所述第一調(diào)節(jié)和所述第二調(diào)節(jié)的包括多個(gè)加權(quán)函數(shù)的核心，以便確定所述多個(gè)采樣點(diǎn)中每一個(gè)的能量擴(kuò)展度，而不用確定所述核心的形狀或尺寸；以及 根據(jù)所述多個(gè)采樣點(diǎn)中每一個(gè)的能量擴(kuò)展度來(lái)輸出重建后的體積。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像重建方法，其中，確定所述核心進(jìn)一步包括: 通過(guò)設(shè)定所述采樣點(diǎn)的每一個(gè)至最近鄰網(wǎng)格點(diǎn)來(lái)重建所述體積數(shù)據(jù)；以及 根據(jù)所述多個(gè)采樣點(diǎn)中每一個(gè)的能量擴(kuò)展度來(lái)濾波所述體積數(shù)據(jù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括: 限定用于加權(quán)后采樣點(diǎn)幅度的第一緩沖存儲(chǔ)器；以及 限定用于多個(gè)權(quán)重的第二緩沖存儲(chǔ)器。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括所述多個(gè)采樣點(diǎn)中每一個(gè)到重建體積中的正向映射。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括所述體積數(shù)據(jù)的反向映射，以便發(fā)現(xiàn)影響給定體素的數(shù)據(jù)。
15.一種用于執(zhí)行圖像重建方法的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 處理器，其被構(gòu)造用于根 據(jù)體積數(shù)據(jù)重建圖像，所述處理器確定抑制低幅度并保存最大幅度的所述采樣點(diǎn)的第一調(diào)節(jié)，確定所述采樣點(diǎn)的第二調(diào)節(jié)，其中所述采樣點(diǎn)的影響取決于其與采樣網(wǎng)格中網(wǎng)格點(diǎn)的距離，確定用于所述第一調(diào)節(jié)和所述第二調(diào)節(jié)的包含多個(gè)加權(quán)函數(shù)的核心，以便確定所述多個(gè)采樣點(diǎn)中每一個(gè)的能量擴(kuò)展度，而不用確定所述核心的形狀或尺寸，并且根據(jù)所述多個(gè)采樣點(diǎn)中每一個(gè)的能量擴(kuò)展度來(lái)輸出重建后的體積；以及 存儲(chǔ)器，其被構(gòu)造用于存儲(chǔ)所述重建后的體積。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種圖像重建方法，包括接收包含多個(gè)采樣點(diǎn)的體積數(shù)據(jù)(410)；確定抑制低幅度并保存最大幅度的采樣點(diǎn)的第一調(diào)節(jié)(411)；確定采樣點(diǎn)的第二調(diào)節(jié)，其中采樣點(diǎn)的影響取決于其與采樣網(wǎng)格中網(wǎng)格點(diǎn)的距離(412)；確定用于第一調(diào)節(jié)和第二調(diào)節(jié)的包含多個(gè)加權(quán)函數(shù)的核心，以便確定多個(gè)采樣點(diǎn)中每一個(gè)的能量擴(kuò)展度，而不用確定該核心的形狀或尺寸(413)；以及根據(jù)多個(gè)采樣點(diǎn)中每一個(gè)的能量擴(kuò)展度來(lái)輸出重建后的體積(414)。
文檔編號(hào)G06T17/00GK103155005SQ201180046511
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者張競(jìng)丹, M.M.諾爾, 李國(guó)鎮(zhèn), 周少華, E.M.拉塞爾科德, W.A.阿巴西, M.J.梅塔拉 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司, 西門(mén)子能量股份有限公司