面向开环扫描系统的超声图像畸变校正方法

作     者：张金英 史亦凡 吴先梅 ZHANG Jinying;SHI Yifan;WU Xianmei

作者机构：精密光电测量仪器及技术北京市重点实验室北京理工大学光电学院北京100081 北京理工大学长三角研究院嘉兴314001 中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室北京100090 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《应用声学》 (Journal of Applied Acoustics)

年 卷 期：2024年第43卷第1期

页      面：160-168页

学科分类：08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(62174012,61704166) 国家重点研发计划项目(2018AAA0100301) 

主　　题：超声显微成像 开环扫描系统 畸变校正 最大值投影 最大类间方差法 

摘      要：超声显微成像技术广泛应用于工业无损检测领域。相较于闭环、半闭环扫描系统硬件复杂、成本高,开环扫描系统结构简单、成本低,但由于无反馈机制会导致步进电机的非线性运动引起图像像素错位畸变。因此,消除非线性运动带来的错位畸变是采用开环扫描系统实现高质量超声成像的关键。该文提出集最大值投影法、最大类间方差法和中心坐标校正法于一体的MIP-Otsu-C3M方法,对开环扫描系统获得的硬币回波数据采用最大值投影法获取初始灰度图像,采用最大类间方差法获取感兴趣区域的B扫描图像边缘像素位置,并采用中心坐标校正法成功消除像素错位,解决了超声C扫描图像畸变问题。对消除错位畸变的回波数据进行飞行时间法和傅里叶变换法图像重建,直接获得了非畸变的三维图像和透视图像。该新颖算法也验证了最大值投影法可拓展至图像畸变校正应用。