بهره گیری از تکنیک های پردازش سیگنال آرایه‌ای به منظور بهبود الگوریتم فراصوت لیزری

نوع مقاله: مقاله علمی- ترویجی

نویسندگان

1 دانشگاه تربیت مدرس

2 هیئت علمی دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری

چکیده

در روش فراصوت لیزری (تولید امواج فراصوت توسط لیزر) از حسگرهای نوری برای ثبت امواج فراصوت تولید شده بهره گرفته می­شود. با توجه به اینکه حساسیت این حسگرها در مقایسه با آرایه­های پیزوالکتریکی که در تصویربرداری فراصوت تماسی به­منظور ثبت امواج  فراصوت مورد استفاده واقع می­شود، کم است، در نتیجه تصویر خروجی حاصل از این روش از کنتراست پایینی برخوردار می­باشد. در این پژوهش به­منظور بهبود کیفیت و کنتراست تصویر خروجی حاصل از روش فراصوت لیزری، از تکنیک­های پردازش سیگنال آرایه­ای (فیلتر تطبیقی) استفاده شده است. به‌­منظور ارزیابی کمی میزان بهبود فیلتر تطبیقی، از دو معیار فاکتور تمایز و مشتق تغییرات جانبی در وسط عیب استفاده شد. بررسی معیار فاکتور تمایز اثبات کننده این حقیقت است که روش پیشنهادی توانسته حدود 50% سیگنال به نویز را نسبت به حالت عدم بهره‌گیری از فیلتر تطبیقی بهبود دهد. از مقایسه معیار مشتق تغییرات جانبی در وسط عیب، قابل نتیجه‌گیری است که روش پیشنهادی توانسته لبه‌های عیب را به طور میانگین 2/54% بهتر از حالت عدم استفاده از تکنیک‌های پردازش سیگنال آرایه‌ای بازیابی کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]                White, R. M. "Generation of elastic waves by transient surface heating."  J. Appl. Phys., vol.24, 1963, pp.3559–3567.

[2]                Ikuo, I.,  M. Takahashi,  K. Katoh. "Laser-ultrasonic sensing of surface temperature distribution of a material being heated." 3rd International Conference on Sensing Technology (ICST), 2008, pp.1-4.

[3]                Francesco, L. d. S., S. Sternini, T. Nguyen. "Ultrasonic Imaging in Solids Using Wave Mode Beamforming." IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control, vol.PP, Issue.99, 2016, pp.1–10.

[4]                Grünsteidl, C., et al. “Characterization of thin layers using a frequency domain laser-ultrasonic system." IEEE International Ultrasonics Symposium Proceedings, 2012, pp.1734-1737.

[5]               Yongqiang, L., Sh. Yang, Ch. Gan. "A Novel Laser Ultrasonic Thickness Measurement Method for Metal Plate Based on Spectral Analysis."The 12th International Conference on Ubiquitous Robots and Ambient Intelligence (URAI 2015), 2015, pp.324–329.

[6]                Yun-Kyu, A., P. Byeongjin, S. Hoon. "Complete Non-contact Laser Ultrasonic Imaging for Automated Crack Visualization in a plate." Smart Mater. Struct. vol.22, 2013, pp.22-25.

[7]                Royer, D., M.-H. Noroy, M. Fink. "Optical generation and detection of elastic waves in solids." Journal of Physic, vol.4, 1994, pp.C7-673-C7-684.

[8]                Minghui, L., G. Hayward. "A rapid approach to speckle noise reduction in ultrasonic non-destructive evaluation using matched filters."  IEEE International on Ultrasonics Symposium (IUS), 2014.

[9]                Rostami, A., B. Mohammadzedehasl. "Increasing Frame Rate of Synthetic Aperture Imaging by Using Independent Component Analysis", 21st Iranian Conference on Biomedical Engineering, Tehran, Iran. (ICBME2014), 2014, pp.1-6,

[10] Wu, W.-t., X.-L. Han, P. Li, J. Lin . "Ultrasonic virtual source imaging base on adaptive bidirectional point-wise focusing" 2014, pp.419-422.

[11] O’Donnell, M., S. W. Flax. "Phase-aberration correction using signals from point reflectors and diffuse scatterers: Measurements." IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control, vol.35, no.6, 1988, pp.768–774.

[12] M. Kesharaju, et al, “Ultrasonic Sensor Based Defect Detection and Characterisation of Ceramics", vol.54, Issue.1, January 2014, pp.312–317.

[13] T. Olofsson, M. H. Skjelvareid, "A. Barkefors, Ultrasonic Imaging of Immersed Objects using Migration Techniques", eighth European Conference on Synthetic Aperture Radar (EUSAR), 2011, pp.1-4.