CN113252574B - 一种激光超声图像分辨率增强方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光超声图像分辨率增强方法及系统，其中，所述方法包括：步骤1：获得被检测物体的固定位置信息；步骤2：获得第一激光发射位置信息，生成第一发射指令；步骤3：脉冲激光器激励发射第一脉冲激光；步骤4：获得第一回波信号；步骤5：控制脉冲激光器激励移动至第二激光发射位置信息，生成第二发射指令；步骤6：重复步骤4和所述步骤5，获得第二、第三直至第N回波信号；步骤7：对第一、第二直至第N回波信号进行叠加处理，生成第一叠加信号；步骤8：将第一叠加信号发送至图像重建系统进行缺陷重建，生成被检测物体的第一图像信息。解决了现有技术中的激光超声检测技术的检测灵敏度不高，降低缺陷图像分辨率的技术问题。

Description

一种激光超声图像分辨率增强方法及系统
技术领域
本发明涉及激光超声图像技术领域，尤其涉及一种激光超声图像分辨率增强方法及系统。
背景技术
激光超声技术是无损检测方式的一种，通过脉冲激光照射在物体表面，由局部热膨胀机制在内部激发产生出超声波，利用材料内部结构异常或缺陷存在所引起的对声波反应的变化来实现对材料的缺陷检测。
但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：
现有技术中存在超声波对材料缺陷检测时方向灵敏度受到声波主瓣宽度的影响，使得激光超声检测技术的检测灵敏度不高，进而降低缺陷图像的分辨率的技术问题。
发明内容
本申请实施例通过提供一种激光超声图像分辨率增强方法及系统，解决了现有技术中的超声波对材料缺陷检测时方向灵敏度受到声波主瓣宽度的影响，使得激光超声检测技术的检测灵敏度不高，进而降低缺陷图像的分辨率的技术问题，通过采用超声合成孔径方法和激光超声技术相结合的方法，在被检测物体上固定接收点的位置，移动激光激励点的位置，对接收到的信号进行叠加以实现对缺陷信号增强，从而使得缺陷图像分辨率得到提高，达到了利用更小尺度的换能器以及更高的工作频率就可提高分辨率的成像的技术效果。
本申请实施例提供一种激光超声图像分辨率增强方法，其中，所述方法应用于激光超声图像分辨率增强系统，且所述系统包含被检测物体系统、压电超声探头接收系统、信号检测处理系统、图像重建系统、脉冲激光器激励系统以及运动控制系统，所述方法还包括：步骤1：基于所述被检测物体系统，获得被检测物体的固定位置信息；步骤2：基于所述脉冲激光器激励系统，获得第一激光发射位置信息，并生成第一发射指令；步骤3：根据所述第一发射指令，脉冲激光器激励向所述固定位置信息发射具有设定参数的第一脉冲激光；步骤4：根据所述固定位置信息，获得所述第一脉冲激光的第一回波信号，其中，所述第一回波信号由固定在所述被检测物体的所述压电超声探头接收系统接收所得；步骤5：基于所述运动控制系统，控制所述脉冲激光器激励移动至第二激光发射位置信息，并生成第二发射指令；步骤6：根据所述第二发射指令，重复所述步骤4和所述步骤5，以此类推，获得所述第一脉冲激光的第二回波信号、第三回波信号直至第N回波信号；步骤7：基于所述信号检测处理系统，对所述第一回波信号、所述第二回波信号直至所述第N回波信号进行叠加处理，生成第一叠加信号；步骤8：将所述第一叠加信号发送至所述图像重建系统进行缺陷重建，生成所述被检测物体的第一图像信息，其中，所述第一图像信息具备第一分辨率。
另一方面，本申请还提供了一种激光超声图像分辨率增强系统，其中，所述系统包括：第一获得单元：所述第一获得单元用于步骤1：基于被检测物体系统，获得被检测物体的固定位置信息；第二获得单元：所述第二获得单元用于步骤2：基于脉冲激光器激励系统，获得第一激光发射位置信息，并生成第一发射指令；第一发射单元：所述第一发射单元用于步骤3：根据所述第一发射指令，脉冲激光器激励向所述固定位置信息发射具有设定参数的第一脉冲激光；第三获得单元：所述第三获得单元用于步骤4：根据所述固定位置信息，获得所述第一脉冲激光的第一回波信号，其中，所述第一回波信号由固定在所述被检测物体的压电超声探头接收系统接收所得；第一控制单元：所述第一控制单元用于步骤5：基于运动控制系统，控制所述脉冲激光器激励移动至第二激光发射位置信息，并生成第二发射指令；第四获得单元：所述第四获得单元用于步骤6：根据所述第二发射指令，重复所述步骤4和所述步骤5，以此类推，获得所述第一脉冲激光的第二回波信号、第三回波信号直至第N回波信号；第一叠加单元：所述第一叠加单元用于步骤7：基于信号检测处理系统，对所述第一回波信号、所述第二回波信号直至所述第N回波信号进行叠加处理，生成第一叠加信号；第一发送单元：所述第一发送单元用于步骤8：将所述第一叠加信号发送至图像重建系统进行缺陷重建，生成所述被检测物体的第一图像信息，其中，所述第一图像信息具备第一分辨率。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
通过采用超声合成孔径方法和激光超声技术相结合的方法，在被检测物体上固定接收点的位置，移动激光激励点的位置，对接收到的信号进行叠加以实现对缺陷信号增强，从而使得缺陷图像分辨率得到提高，达到了利用更小尺度的换能器以及更低的工作频率就可提高分辨率的成像的技术效果。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
图1为本申请实施例一种激光超声图像分辨率增强方法的流程示意图；
图2为本申请实施例一种激光超声图像分辨率增强系统的结构示意图；
图3为本申请实施例示例性电子设备的结构示意图。
附图标记说明：第一获得单元11，第二获得单元12，第一发射单元13，第三获得单元14，第一控制单元15，第四获得单元16，第一叠加单元17，第一发送单元18，总线300，接收器301，处理器302，发送器303，存储器304，总线接口305。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种激光超声图像分辨率增强方法及系统，解决了现有技术中的超声波对材料缺陷检测时方向灵敏度受到声波主瓣宽度的影响，使得激光超声检测技术的检测灵敏度不高，进而降低缺陷图像的分辨率的技术问题，通过采用超声合成孔径方法和激光超声技术相结合的方法，在被检测物体上固定接收点的位置，移动激光激励点的位置，对接收到的信号进行叠加以实现对缺陷信号增强，从而使得缺陷图像分辨率得到提高，达到了利用更小尺度的换能器以及更高的工作频率提高分辨率的成像的技术效果。
下面，将参考附图详细的描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。
申请概述
激光超声技术是无损检测方式的一种，通过脉冲激光照射在物体表面，由局部热膨胀机制在内部激发产生出超声波，利用材料内部结构异常或缺陷存在所引起的对声波反应的变化来实现对材料的缺陷检测。现有技术中存在超声波对材料缺陷检测时方向灵敏度受到声波主瓣宽度的影响，使得激光超声检测技术的检测灵敏度不高，进而降低缺陷图像的分辨率的技术问题。
针对上述技术问题，本申请提供的技术方案总体思路如下：
本申请实施例提供一种激光超声图像分辨率增强方法，其中，所述方法应用于激光超声图像分辨率增强系统，且所述系统包含被检测物体系统、压电超声探头接收系统、信号检测处理系统、图像重建系统、脉冲激光器激励系统以及运动控制系统，所述方法还包括：步骤1：基于所述被检测物体系统，获得被检测物体的固定位置信息；步骤2：基于所述脉冲激光器激励系统，获得第一激光发射位置信息，并生成第一发射指令；步骤3：根据所述第一发射指令，脉冲激光器激励向所述固定位置信息发射具有设定参数的第一脉冲激光；步骤4：根据所述固定位置信息，获得所述第一脉冲激光的第一回波信号，其中，所述第一回波信号由固定在所述被检测物体的所述压电超声探头接收系统接收所得；步骤5：基于所述运动控制系统，控制所述脉冲激光器激励移动至第二激光发射位置信息，并生成第二发射指令；步骤6：根据所述第二发射指令，重复所述步骤4和所述步骤5，以此类推，获得所述第一脉冲激光的第二回波信号、第三回波信号直至第N回波信号；步骤7：基于所述信号检测处理系统，对所述第一回波信号、所述第二回波信号直至所述第N回波信号进行叠加处理，生成第一叠加信号；步骤8：将所述第一叠加信号发送至所述图像重建系统进行缺陷重建，生成所述被检测物体的第一图像信息，其中，所述第一图像信息具备第一分辨率。
为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
实施例一
如图1所示，本申请实施例提供了一种激光超声图像分辨率增强方法，其中，所述方法应用于激光超声图像分辨率增强系统，且所述系统包含被检测物体系统、压电超声探头接收系统、信号检测处理系统、图像重建系统、脉冲激光器激励系统以及运动控制系统，所述方法还包括：
S100：步骤1：基于所述被检测物体系统，获得被检测物体的固定位置信息；
具体而言，激光超声检测技术优点众多，可实现非接触检测、激发和检测光源可以移动等优点，使得激光超声技术能够在特种环境下实现对物体结构的检测。超声波对材料缺陷检测时方向灵敏度受到声波主瓣宽度的影响，而超声合成孔径成像技术可以得到高分辨率的图像。在本申请实施例中，首先基于所述被检测物体系统，确定被检测物体的固定位置信息，其中，所述被检测物体可理解为对某一材料进行检测，所述固定位置信息在整个检测过程中是不可更改的，直到检测结束。
S200：步骤2：基于所述脉冲激光器激励系统，获得第一激光发射位置信息，并生成第一发射指令；
S300：步骤3：根据所述第一发射指令，脉冲激光器激励向所述固定位置信息发射具有设定参数的第一脉冲激光；
具体而言，所述脉冲激光器激励系统用于发射脉冲激光，所述第一激光发射位置信息即为发射的初始位置信息，进而根据所述第一发射指令，脉冲激光器激励向所述固定位置信息发射具有设定参数的第一脉冲激光，其中，所述设定参数可理解为利用脉冲激光发射10ns脉冲宽度、1064nm波长的激光，脉冲激光的重复频率为10Hz，所述第一脉冲激光发射到所述被检测物体的表面可以被快速接受。
S400：步骤4：根据所述固定位置信息，获得所述第一脉冲激光的第一回波信号，其中，所述第一回波信号由固定在所述被检测物体的所述压电超声探头接收系统接收所得；
具体而言，待所述第一脉冲激光发射到所述被检测物体表面时，可获得第一回波信号，所述第一回波信号为所述压电超声探头接收系统接收由目标反射来的回波信号，其中，所述压电超声探头接收系统的探测面和所述被检测物体之间通过凝胶耦合剂耦合，以确保压电超声探头可快速接收由目标反射来的回波信号。
S500：步骤5：基于所述运动控制系统，控制所述脉冲激光器激励移动至第二激光发射位置信息，并生成第二发射指令；
S600：步骤6：根据所述第二发射指令，重复所述步骤4和所述步骤5，以此类推，获得所述第一脉冲激光的第二回波信号、第三回波信号直至第N回波信号；
具体而言，所述运动控制系统连接所述脉冲激光器激励系统，用以控制所述脉冲激光器激励的移动，所述第二激光发射位置信息为所述脉冲激光器激励在第二位置发射脉冲激光，进一步，利用合成孔径原理，各个等效激光激励源是依次顺序发射并接收，让这个等效激光激励源沿一条直线移动，在第一个位置发射激光激励产生一个声脉冲，然后压电超声探头接收由目标反射来的回波信号，并把它贮存起来；沿直线移动一定距离到第二个位置，再发射第二个同样的脉冲接收第二个回波信号并贮存起来。依此进行，直至获得所述第一脉冲激光的第N回波信号，并进行贮藏。
S700：步骤7：基于所述信号检测处理系统，对所述第一回波信号、所述第二回波信号直至所述第N回波信号进行叠加处理，生成第一叠加信号；
具体而言，所述信号检测处理系统连接压电超声探头接收系统，所述压电超声探头接收系统将接收到的回波信号进行贮存并上传至所述信号检测处理系统，所述信号检测处理系统将所有回波进行叠加起来，所述第一叠加信号即为按照矢力相加原理进行信号叠加的结果。
S800：步骤8：将所述第一叠加信号发送至所述图像重建系统进行缺陷重建，生成所述被检测物体的第一图像信息，其中，所述第一图像信息具备第一分辨率。
具体而言，所述图像重建系统连接所述信号检测处理系统，用于对所述信号检测系统的所述第一叠加信号进行处理，即通过所述图像重建系统对缺陷进行重建，使得获得一个较好的分辨率的缺陷图像，所述第一图像信息即为经过缺陷重建后的所述被检测物体的图像信息，所述第一分辨率可理解为所述第一图像信息具有较高的分辨率。通过采用超声合成孔径方法和激光超声技术相结合的方法，在被检测物体上固定接收点的位置，移动激光激励点的位置，对接收到的信号进行叠加以实现对缺陷信号增强，从而使得缺陷图像分辨率得到提高，达到了利用更小尺度的换能器以及更低的工作频率就可提高分辨率的成像的技术效果。
进一步，所述方法还可基于超声合成孔径技术，增强所述第一图像信息的第一分辨率，本申请实施例还包括：
S910：基于所述超声合成孔径技术，预设各等效阵元的位置集合信息；
S920：根据所述位置集合信息，获得所述各等效阵元的相位差集合信息；
S930：根据所述位置集合信息和所述相位差集合信息，获得所述第一图像信息的合成孔径线阵的半功率波束角，其中，所述半功率波束角为：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 903938DEST_PATH_IMAGE002
表示半功率波束角，λ为波长，L s 为所述合成孔径线阵的综合长度；
S940：根据所述半功率波束角，获得对应的合成孔径方位分辨率δ，其中，所述合成孔径方位分辨率为：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
其中，R为缺陷P到基元换能器移动轨迹的垂直距离，D为基元直径。
具体而言，还可基于超声合成孔径技术提高激光超声检测图像分辨率，进一步，基于所述超声合成孔径技术，各个位置的等效阵元是按顺序依次发射并接收，则可预设各等效阵元的位置集合信息，所述等效阵元即为所述脉冲激光器激励在各个位置处的脉冲激光的发射信息，进一步，由于各等效阵元间的相位差是由发射到接收的“双程”距离差引起的，与实际同样尺寸的直线阵列形成的“单程”指向特性相比，合成孔径各等效基元间的相位差就大了1倍，波长为λ，因此可根据所述位置集合信息和所述相位差集合信息，获得所述第一图像信息的合成孔径线阵的半功率波束角，即综合长度为Ls的合成孔径线阵的半功率波束角为：
Figure 257559DEST_PATH_IMAGE001
，其中，
Figure 790171DEST_PATH_IMAGE002
表示半功率波束角，λ为波长，L s 为所述合成孔径线阵的综合长度，进一步，还可获得对应的合成孔径方位分辨率δ，其中，所述合成孔径方位分辨率为：
Figure 130017DEST_PATH_IMAGE003
，其中，R为缺陷P到基元换能器移动轨迹的垂直距离，D为基元直径。采用合成孔径技术能带来的好处是可以用小孔径的实际基元换能器和较低的工作频率，对位于远处的目标物作具有高方位分辨率的探测、观察。突破了经典概念的限制，解决了直接成像技术中对系统设计参数的些互相矛盾的要求。
进一步，本申请实施例还包括：
S950：基于所述超声合成孔径技术，增强所述缺陷P的成像分辨率：
Figure 64475DEST_PATH_IMAGE004
其中
Figure DEST_PATH_IMAGE005
(i=1, 2, 3, …, N)为激光激励点的位置；
Figure 323418DEST_PATH_IMAGE006
和
Figure DEST_PATH_IMAGE007
分别为压电超声探头接收位置和激光激励点位置与缺陷之间的距离；
Figure DEST_PATH_IMAGE008
为材料中声速。
具体而言，对于激光超声检测方式通过固定接收点位置，等时间等间隔移动激励点位置，即可利用超声合成孔径技术，对缺陷P的成像分辨率增强：
Figure 999119DEST_PATH_IMAGE004
，其中
Figure 1710DEST_PATH_IMAGE005
(i=1, 2, 3, …, N)为激光激励点的位置；
Figure 790674DEST_PATH_IMAGE006
和
Figure 361464DEST_PATH_IMAGE007
分别为压电超声探头接收位置和激光激励点位置与缺陷之间的距离；
Figure 868669DEST_PATH_IMAGE008
为材料中声速。进一步，当P点为缺陷时, 压电超声探头在
Figure DEST_PATH_IMAGE010
时刻探测到的信号
Figure DEST_PATH_IMAGE012
将出现一个由缺陷引起的反射波峰；若P点不是缺陷位置，则
Figure DEST_PATH_IMAGE012A
中不会出现反射波。将各
Figure DEST_PATH_IMAGE012AA
累加起来，即可实现材料内部各点的图像重建。若P点为缺陷时, 由于对其反射回波的叠加, 使得重建图形中P点所在位置的值增强, 可通过对信号的累加实现信噪比提升。基于超声合成孔径算法对激光超声检测图像灵敏度提升方法不同于传统的增强灵敏度方法，结合了超声合成孔径的特点，从原理上使得缺陷检测的灵敏度得以提升。
进一步，所述生成第一叠加信号之前，S700还包括：
S710：基于HMAC算法，根据所述第一回波信号，获得第一密钥信息；
S720：根据所述第一回波信号和所述第一密钥信息，生成第一消息摘要；
S730：基于所述第二回波信号和第二密钥信息，生成第二消息摘要，以此类推，基于所述第N回波信号和第N密钥信息，生成第N消息摘要；
S740：将所述第一消息摘要、所述第二消息摘要直至所述第N消息摘要存储至第一储存区块，所述第一储存区块包含于所述图像重建系统。
具体而言，当所述信号检测处理系统将所有回波进行叠加处理之前，需要对其进行贮存。为了对接收的回波信号进行加密存储，进一步，所述HMAC算法，即密钥相关的哈希运算消息认证码，HMAC运算利用hash算法，以一个消息M和一个密钥K作为输入，生成一个定长的消息摘要作为输出，它引入了密钥，其安全性已经不完全依赖于所使用的Hash算法。基于所述第一回波信号作为消息M、所述第一密钥信息作为密钥K，生成所述第一消息摘要作为输出，同理，依次生成所述第二消息摘要直至所第N消息摘要，进而将所述第一消息摘要、所述第二消息摘要直至所述第N消息摘要存储至所述第一储存区块，实现了对接收的回波信号进行加密存储。
进一步，所述获得所述第一脉冲激光的第二回波信号、第三回波信号直至第N回波信号，S600还包括：
S610：获得所述基元换能器的实时移动直线距离集合信息；
S620：获得线阵换能器的预设长度信息；
S630：基于移动距离监测系统，对所述基元换能器的移动距离进行实时监控，其中，所述移动距离检测系统内嵌于所述运动控制系统；
S640：判断所述实时移动直线距离集合信息是否达到所述预设长度信息；
S650：若所述实时移动直线距离集合信息达到所述预设长度信息，所述移动距离检测系统生成第一终止指令；
S660：根据所述第一终止指令，终止所述基元换能器的移动，并获得所述实时移动直线距离集合信息达到所述预设长度信息时的所述第N回波信号。
具体而言，为了具体确定所述第N回波信号，进一步，可通过将所述基元换能器移动的直线距离与所述线能转换器的所述预设长度信息进行比对，即通过对所述基元换能器的移动直线距离进行实时监控，在监控的过程中，实时判断所述实时移动直线距离集合信息是否达到所述预设长度信息，如果达到，则说明所述基元换能器的实时移动直线距离集合信息相当于一个线阵换能器的长度，则根据所述第一终止指令，终止所述基元换能器的移动，并获得所述实时移动直线距离集合信息达到所述预设长度信息时的所述第N回波信号，以此来确定具体的所述第N回波信号。
进一步，所述控制所述脉冲激光器激励移动至第二激光发射位置信息，S500还包括：
S510：基于所述移动距离检测系统，预设所述基元换能器的单次移动距离信息和移动频率信息；
S520：根据所述单次移动距离信息和所述移动频率信息，控制所述脉冲激光器激励移动至所述第二激光发射位置信息。
具体而言，为了确保所述基元换能器按照预定规则进行运动，进一步，所述单次移动距离信息为预设的所述基元换能器的单次移动距离，在此不作具体设定，以实际操作为准，需要注意的是，所述基元换能器每次移动的距离必须相等，所述移动频率信息为预设的所述基元换能器每隔0.1s移动一次，进而基于所述单次移动距离信息和所述移动频率信息，控制所述脉冲激光器激励移动至所述第二激光发射位置信息，直至第N激光发射位置，以此确保所述基元换能器按照预定规则进行运动，进而确保反射的回波信号准确无误。
进一步，所述判断所述实时移动直线距离集合信息是否达到所述预设长度信息，S640还包括：
S641：若所述实时移动直线距离集合信息没有达到所述预设长度信息，获得第一图像信息，所述第一图像信息为对所述基元换能器的移动距离进行实时监控的图像信息；
S642：根据所述第一图像信息，判断所述基元换能器是否移动到所述预设长度信息的指定位置信息；
S643：若所述基元换能器移动到所述预设长度信息的指定位置信息，所述移动距离监测系统生成第一纠错指令；
S644：根据所述第一纠错指令，对所述实时移动直线距离集合信息进行纠错。
具体而言，如果所述实时移动直线距离集合信息没有达到所述预设长度信息，可进一步基于所述第一图像信息进行判断，所述第一图像信息为对所述基元换能器的移动距离进行实时监控的图像信息，可基于所述第一图像信息，判断所述基元换能器是否移动到所述预设长度信息的指定位置信息，如果图像显示，所述基元换能器移动到所述预设长度信息的指定位置信息，然而基于所述移动距离监测系统获得的所述实时移动直线距离集合信息没有达到所述预设长度信息，可根据所述第一纠错指令，对所述实时移动直线距离集合信息进行纠错，使得修正为实际的正确结果，进而确保了基于图像监控，为所述移动距离监测系统的运行提供双重保障，确保结果准确无误。
综上所述，本申请实施例所提供的一种激光超声图像分辨率增强方法及系统具有如下技术效果：
通过采用超声合成孔径方法和激光超声技术相结合的方法，在被检测物体上固定接收点的位置，移动激光激励点的位置，对接收到的信号进行叠加以实现对缺陷信号增强，从而使得缺陷图像分辨率得到提高，达到了利用更小尺度的换能器以及更低的工作频率就可提高分辨率的成像的技术效果。
实施例二
基于与前述实施例中一种激光超声图像分辨率增强方法同样发明构思，本发明还提供了一种激光超声图像分辨率增强系统，如图2所示，所述系统包括：
第一获得单元11：所述第一获得单元11用于步骤1：基于被检测物体系统，获得被检测物体的固定位置信息；
第二获得单元12：所述第二获得单元12用于步骤2：基于脉冲激光器激励系统，获得第一激光发射位置信息，并生成第一发射指令；
第一发射单元13：所述第一发射单元13用于步骤3：根据所述第一发射指令，脉冲激光器激励向所述固定位置信息发射具有设定参数的第一脉冲激光；
第三获得单元14：所述第三获得单元14用于步骤4：根据所述固定位置信息，获得所述第一脉冲激光的第一回波信号，其中，所述第一回波信号由固定在所述被检测物体的压电超声探头接收系统接收所得；
第一控制单元15：所述第一控制单元15用于步骤5：基于运动控制系统，控制所述脉冲激光器激励移动至第二激光发射位置信息，并生成第二发射指令；
第四获得单元16：所述第四获得单元16用于步骤6：根据所述第二发射指令，重复所述步骤4和所述步骤5，以此类推，获得所述第一脉冲激光的第二回波信号、第三回波信号直至第N回波信号；
第一叠加单元17：所述第一叠加单元17用于步骤7：基于信号检测处理系统，对所述第一回波信号、所述第二回波信号直至所述第N回波信号进行叠加处理，生成第一叠加信号；
第一发送单元18：所述第一发送单元18用于步骤8：将所述第一叠加信号发送至图像重建系统进行缺陷重建，生成所述被检测物体的第一图像信息，其中，所述第一图像信息具备第一分辨率。
进一步的，所述系统还包括：
第一预设单元：所述第一预设单元用于基于所述超声合成孔径技术，预设各等效阵元的位置集合信息；
第五获得单元：所述第五获得单元用于根据所述位置集合信息，获得所述各等效阵元的相位差集合信息；
第六获得单元：所述第六获得单元用于根据所述位置集合信息和所述相位差集合信息，获得所述第一图像信息的合成孔径线阵的半功率波束角，其中，所述半功率波束角为：
Figure DEST_PATH_IMAGE014
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE016
表示半功率波束角，λ为波长，Ls为所述合成孔径线阵的综合长度；
第七获得单元：所述第七获得单元用于根据所述半功率波束角，获得对应的合成孔径方位分辨率δ，其中，所述合成孔径方位分辨率为：
Figure DEST_PATH_IMAGE018
，其中，R为缺陷P到基元换能器移动轨迹的垂直距离，D为基元直径。
进一步的，所述系统还包括：
第一增强单元：所述第一增强单元用于基于所述超声合成孔径技术，增强所述缺陷P的成像分辨率：
Figure DEST_PATH_IMAGE020
，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE022
(i=1, 2, 3, …,N)为激光激励点的位置；
Figure DEST_PATH_IMAGE024
和
Figure DEST_PATH_IMAGE026A
分别为压电超声探头接收位置和激光激励点位置与缺陷之间的距离；
Figure DEST_PATH_IMAGE028AAA
为材料中声速。
进一步的，所述系统还包括：
第八获得单元：所述第八获得单元用于基于HMAC算法，根据所述第一回波信号，获得第一密钥信息；
第一生成单元：所述第一生成单元用于根据所述第一回波信号和所述第一密钥信息，生成第一消息摘要；
第二生成单元：所述第二生成单元用于基于所述第二回波信号和第二密钥信息，生成第二消息摘要，以此类推，基于所述第N回波信号和第N密钥信息，生成第N消息摘要；
第一存储单元：所述第一存储单元用于将所述第一消息摘要、所述第二消息摘要直至所述第N消息摘要存储至第一储存区块，所述第一储存区块包含于所述图像重建系统。
进一步的，所述系统还包括：
第九获得单元：所述第九获得单元用于获得所述基元换能器的实时移动直线距离集合信息；
第十获得单元：所述第十获得单元用于获得线阵换能器的预设长度信息；
第一监控单元：所述第一监控单元用于基于移动距离监测系统，对所述基元换能器的移动距离进行实时监控，其中，所述移动距离检测系统内嵌于所述运动控制系统；
第一判断单元：所述第一判断单元用于判断所述实时移动直线距离集合信息是否达到所述预设长度信息；
第三生成单元：所述第三生成单元用于若所述实时移动直线距离集合信息达到所述预设长度信息，所述移动距离检测系统生成第一终止指令；
第一终止单元：所述第一终止单元用于根据所述第一终止指令，终止所述基元换能器的移动，并获得所述实时移动直线距离集合信息达到所述预设长度信息时的所述第N回波信号。
进一步的，所述系统还包括：
第二预设单元：所述第二预设单元用于基于所述移动距离检测系统，预设所述基元换能器的单次移动距离信息和移动频率信息；
第二控制单元：所述第二控制单元用于根据所述单次移动距离信息和所述移动频率信息，控制所述脉冲激光器激励移动至所述第二激光发射位置信息。
进一步的，所述系统还包括：
第十一获得单元：所述第十一获得单元用于若所述实时移动直线距离集合信息没有达到所述预设长度信息，获得第一图像信息，所述第一图像信息为对所述基元换能器的移动距离进行实时监控的图像信息；
第二判断单元：所述第二判断单元用于根据所述第一图像信息，判断所述基元换能器是否移动到所述预设长度信息的指定位置信息；
第四生成单元：所述第四生成单元用于若所述基元换能器移动到所述预设长度信息的指定位置信息，所述移动距离监测系统生成第一纠错指令；
第一纠错单元：所述第一纠错单元用于根据所述第一纠错指令，对所述实时移动直线距离集合信息进行纠错。
前述图1实施例一中的一种激光超声图像分辨率增强方法的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的一种激光超声图像分辨率增强系统，通过前述对一种激光超声图像分辨率增强方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中一种激光超声图像分辨率增强系统的实施方法，所以为了说明书的简洁，再次不再详述。
实施例三
下面参考图3来描述本申请实施例的电子设备。
图3图示了根据本申请实施例的电子设备的结构示意图。
基于与前述实例施中一种激光超声图像分辨率增强方法的发明构思，本发明还提供一种激光超声图像分辨率增强系统，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前文所述一种激光超声图像分辨率增强系统的任一方法的步骤。
其中，在图3中，总线架构（用总线300来代表），总线300可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线300将包括由处理器302代表的一个或多个处理器和存储器304代表的存储器的各种电路链接在一起。总线300还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口305在总线300和接收器301和发送器303之间提供接口。接收器301和发送器303可以是同一个元件，即收发机，提供用于在传输介质上与各种其他系统通信的单元。处理器302负责管理总线300和通常的处理，而存储器304可以被用于存储处理器302在执行操作时所使用的数据。
本申请实施例提供一种激光超声图像分辨率增强方法，其中，所述方法应用于激光超声图像分辨率增强系统，且所述系统包含被检测物体系统、压电超声探头接收系统、信号检测处理系统、图像重建系统、脉冲激光器激励系统以及运动控制系统，所述方法还包括：步骤1：基于所述被检测物体系统，获得被检测物体的固定位置信息；步骤2：基于所述脉冲激光器激励系统，获得第一激光发射位置信息，并生成第一发射指令；步骤3：根据所述第一发射指令，脉冲激光器激励向所述固定位置信息发射具有设定参数的第一脉冲激光；步骤4：根据所述固定位置信息，获得所述第一脉冲激光的第一回波信号，其中，所述第一回波信号由固定在所述被检测物体的所述压电超声探头接收系统接收所得；步骤5：基于所述运动控制系统，控制所述脉冲激光器激励移动至第二激光发射位置信息，并生成第二发射指令；步骤6：根据所述第二发射指令，重复所述步骤4和所述步骤5，以此类推，获得所述第一脉冲激光的第二回波信号、第三回波信号直至第N回波信号；步骤7：基于所述信号检测处理系统，对所述第一回波信号、所述第二回波信号直至所述第N回波信号进行叠加处理，生成第一叠加信号；步骤8：将所述第一叠加信号发送至所述图像重建系统进行缺陷重建，生成所述被检测物体的第一图像信息，其中，所述第一图像信息具备第一分辨率。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的系统。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令系统的制造品，该指令系统实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种激光超声图像分辨率增强方法，其中，所述方法应用于激光超声图像分辨率增强系统，且所述系统包含被检测物体系统、压电超声探头接收系统、信号检测处理系统、图像重建系统、脉冲激光器激励系统以及运动控制系统，所述方法还包括：
步骤1：基于所述被检测物体系统，获得被检测物体的固定位置信息；
步骤2：基于所述脉冲激光器激励系统，获得第一激光发射位置信息，并生成第一发射指令；
步骤3：根据所述第一发射指令，脉冲激光器激励向所述固定位置信息发射具有设定参数的第一脉冲激光；
步骤4：根据所述固定位置信息，获得所述第一脉冲激光的第一回波信号，其中，所述第一回波信号由固定在所述被检测物体的所述压电超声探头接收系统接收所得；
步骤5：基于所述运动控制系统，控制所述脉冲激光器激励移动至第二激光发射位置信息，并生成第二发射指令；
步骤6：根据所述第二发射指令，重复所述步骤4，获得第二脉冲激光的第二回波信号，重复上述操作，以此类推，获得第三脉冲激光的第三回波信号直至第N脉冲激光的第N回波信号；
步骤7：基于所述信号检测处理系统，对所述第一回波信号、所述第二回波信号直至所述第N回波信号进行叠加处理，生成第一叠加信号；
步骤8：将所述第一叠加信号发送至所述图像重建系统进行缺陷重建，生成所述被检测物体的第一图像信息，其中，所述第一图像信息具备第一分辨率；
其中，所述获得所述第二脉冲激光的第二回波信号、所述第三脉冲激光的第三回波信号直至所述第N脉冲激光的第N回波信号，还包括：
获得基元换能器的实时移动直线距离集合信息；
获得线阵换能器的预设长度信息；
基于移动距离监测系统，对所述基元换能器的移动距离进行实时监控，其中，所述移动距离监测系统内嵌于所述运动控制系统；
判断所述实时移动直线距离集合信息是否达到所述预设长度信息；
若所述实时移动直线距离集合信息达到所述预设长度信息，所述移动距离监测系统生成第一终止指令；
根据所述第一终止指令，终止所述基元换能器的移动，并获得所述实时移动直线距离集合信息达到所述预设长度信息时的所述第二回波信号；重复上述操作，以此类推，获得所述第三回波信号直至第N回波信号；
其中，所述判断所述实时移动直线距离集合信息是否达到所述预设长度信息，还包括：
若所述实时移动直线距离集合信息没有达到所述预设长度信息，获得第二图像信息，所述第二图像信息为对所述基元换能器的移动距离进行实时监控的图像信息；
根据所述第二图像信息，判断所述基元换能器是否移动到所述预设长度信息的指定位置信息；
若所述基元换能器移动到所述预设长度信息的指定位置信息，然而基于所述移动距离监测系统获得的所述实时移动直线距离集合信息没有达到所述预设长度信息，所述移动距离监测系统生成第一纠错指令；
根据所述第一纠错指令，对所述实时移动直线距离集合信息进行纠错。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法还可基于超声合成孔径技术，增强所述第一图像信息的第一分辨率，所述方法还包括：
基于所述超声合成孔径技术，预设各等效阵元的位置集合信息；
根据所述位置集合信息，获得所述各等效阵元的相位差集合信息；
根据所述位置集合信息和所述相位差集合信息，获得所述第一图像信息的合成孔径线阵的半功率波束角，其中，所述半功率波束角为：
Figure FDA0003262584870000031
其中，β0.5表示半功率波束角，λ为波长，Ls为所述合成孔径线阵的综合长度；
根据所述半功率波束角，获得对应的合成孔径方位分辨率δ，其中，所述合成孔径方位分辨率为：
δ＝β0.5R＝D/2
其中，R为缺陷P到基元换能器移动轨迹的垂直距离，D为基元直径。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述方法还包括：
基于所述超声合成孔径技术，增强所述缺陷P的成像分辨率：
Figure FDA0003262584870000041
其中Mi(i＝1,2,3,…,N)为激光激励点的位置；l0和li分别为压电超声探头接收位置和激光激励点位置与缺陷之间的距离；c为材料中声速。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述生成第一叠加信号之前，还包括：
基于HMAC算法，根据所述第一回波信号，获得第一密钥信息；
根据所述第一回波信号和所述第一密钥信息，生成第一消息摘要；
基于所述第二回波信号和第二密钥信息，生成第二消息摘要，以此类推，基于所述第N回波信号和第N密钥信息，生成第N消息摘要；
将所述第一消息摘要、所述第二消息摘要直至所述第N消息摘要存储至第一储存区块，所述第一储存区块包含于所述图像重建系统。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述控制所述脉冲激光器激励移动至第二激光发射位置信息，还包括：
基于所述移动距离监测系统，预设所述基元换能器的单次移动距离信息和移动频率信息；
根据所述单次移动距离信息和所述移动频率信息，控制所述脉冲激光器激励移动至所述第二激光发射位置信息。
6.一种激光超声图像分辨率增强系统，其中，所述系统包括：
第一获得单元：所述第一获得单元用于步骤1：基于被检测物体系统，获得被检测物体的固定位置信息；
第二获得单元：所述第二获得单元用于步骤2：基于脉冲激光器激励系统，获得第一激光发射位置信息，并生成第一发射指令；
第一发射单元：所述第一发射单元用于步骤3：根据所述第一发射指令，脉冲激光器激励向所述固定位置信息发射具有设定参数的第一脉冲激光；
第三获得单元：所述第三获得单元用于步骤4：根据所述固定位置信息，获得所述第一脉冲激光的第一回波信号，其中，所述第一回波信号由固定在所述被检测物体的压电超声探头接收系统接收所得；
第一控制单元：所述第一控制单元用于步骤5：基于运动控制系统，控制所述脉冲激光器激励移动至第二激光发射位置信息，并生成第二发射指令；
第四获得单元：所述第四获得单元用于步骤6：根据所述第二发射指令，重复所述步骤4，获得第二脉冲激光的第二回波信号，重复上述操作，以此类推，获得第三脉冲激光的第三回波信号直至第N脉冲激光的第N回波信号；
第一叠加单元：所述第一叠加单元用于步骤7：基于信号检测处理系统，对所述第一回波信号、所述第二回波信号直至所述第N回波信号进行叠加处理，生成第一叠加信号；
第一发送单元：所述第一发送单元用于步骤8：将所述第一叠加信号发送至图像重建系统进行缺陷重建，生成所述被检测物体的第一图像信息，其中，所述第一图像信息具备第一分辨率；
第九获得单元：所述第九获得单元用于获得基元换能器的实时移动直线距离集合信息；
第十获得单元：所述第十获得单元用于获得线阵换能器的预设长度信息；
第一监控单元：所述第一监控单元用于基于移动距离监测系统，对所述基元换能器的移动距离进行实时监控，其中，所述移动距离检测系统内嵌于所述运动控制系统；
第一判断单元：所述第一判断单元用于判断所述实时移动直线距离集合信息是否达到所述预设长度信息；
第三生成单元：所述第三生成单元用于若所述实时移动直线距离集合信息达到所述预设长度信息，所述移动距离检测系统生成第一终止指令；
第一终止单元：所述第一终止单元用于根据所述第一终止指令，终止所述基元换能器的移动，并获得所述实时移动直线距离集合信息达到所述预设长度信息时的所述第二回波信号；重复上述操作，以此类推，获得所述第三回波信号直至第N回波信号；
第十一获得单元：所述第十一获得单元用于若所述实时移动直线距离集合信息没有达到所述预设长度信息，获得第二图像信息，所述第二图像信息为对所述基元换能器的移动距离进行实时监控的图像信息；
第二判断单元：所述第二判断单元用于根据所述第二图像信息，判断所述基元换能器是否移动到所述预设长度信息的指定位置信息；
第四生成单元：所述第四生成单元用于若所述基元换能器移动到所述预设长度信息的指定位置信息，然而基于所述移动距离监测系统获得的所述实时移动直线距离集合信息没有达到所述预设长度信息，所述移动距离监测系统生成第一纠错指令；
第一纠错单元：所述第一纠错单元用于根据所述第一纠错指令，对所述实时移动直线距离集合信息进行纠错。
7.一种激光超声图像分辨率增强系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-5任一项所述方法的步骤。
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