基于稀疏矩阵的全聚焦阵列优化算法

作     者：高铁成 王昊 李聪 远桂民 GAO Tie-cheng;WANG Hao;LI Cong;YUAN Gui-min

作者机构：天津市光电检测技术与系统重点实验室天津300387 天津工业大学电子与信息工程学院天津300387 

出 版 物：《天津工业大学学报》 (Journal of Tiangong University)

年 卷 期：2022年第41卷第6期

页      面：63-69页

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金青年基金项目(61605144) 天津市教委科研计划项目(2018KJ213) 天津市企业科技特派员项目(18JCTPJC60100) 

主　　题：全聚焦成像 相控阵 最小冗余度阵列 遗传算法 阵列稀疏 

摘      要：为了满足全聚焦阵列超声扫查实时成像、图像缺损清晰可辨等要求,建立了一种全聚焦成像(TFM)相控阵列的稀疏优化模型,利用最小冗余度阵列(MRLA)进行稀疏设计,利用遗传算法(GA)对扫查图像信噪比进行优化;将最终优化后的稀疏阵列与满阵、最小冗余阵、遗传算法优化阵列的声场波束图进行对比,并以此阵列为基础建立全聚焦扫查环境,对连续的20个点缺陷进行扫查测试。实验证明:37选16的阵列利用此模型稀疏优化后,最高旁瓣可获得4.902 8 dB的优化,稀疏率为0.27的阵列较满阵成像效率提高了58.3%,且API值为0.539 7,得到的扫查图像既可获得最小冗余下的最大信息量,又具有良好的旁瓣特性,同时阵列稀疏化,极大地提高了全聚焦扫查效率。