用于全矩阵捕获的压缩感测制造技术

本主题的示例提供了用于声数据的压缩采样的技术。探头可以以压缩模式采样，使得不以全时间分辨率或空间分辨率对整个矩阵进行采样。因此，减少了由探头捕获的初始数据量，从而使得能够在较低数据速率下使用较低密度的硬件(例如，较少的模数转换通道或相关模拟前端硬件)。硬件)。硬件)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于全矩阵捕获的压缩感测
[0001]优先权要求
[0002]本专利申请要求于2020年3月24日提交的题为“COMPRESSIVE SENSING FOR FULL MATRIX CAPTURE”的美国临时专利申请序列号62/993,849的优先权的权益，该美国临时专利申请在此通过引用整体并入本文。


[0003]本公开内容总体上涉及无损感测技术，特别是压缩感测。

技术介绍

[0004]无损检查探头(例如超声传感器)通常包括生成声数据的感测元件(例如声换能器)矩阵。感测元件矩阵可以提供电信号，这些电信号在被数字化时生成大量数据，尤其是在感测元件的全矩阵被用于数据捕获时。并且数据的大小随着感测元件的计数的增加而增加。
[0005]一种减小数据大小的技术是对声数据应用数据压缩。此处，对感测元件的全矩阵进行采样，以提供在矩阵中的每个换能器处接收的信号的时间序列表示，并且然后使用数字压缩技术对采样的数据进行压缩。然后可以将压缩的数据发送至获取后应用。然而，这种方法仍然具有严重的缺点。例如，该方法通常涉及使用高密度硬件和高数据速率来对全矩阵进行采样并在数据压缩之前对数据进行预处理。因此，随着感测元件的计数的增加，预期硬件大小和复杂性也会增加。
附图说明
[0006]附图中的各个附图仅示出了本公开内容的示例实现方式，并且不应被视为限制本公开内容的范围。
[0007]图1示出了根据本主题的示例的检查系统。
[0008]图2是根据本主题的示例的用于压缩采样的处理的流程图。/>[0009]图3是根据本主题的示例的用于压缩采样和图像重建的处理的图形表示。
[0010]图4是根据本主题的示例的压缩采样和解码的数学表示。
[0011]图5A至图5C示出了根据本主题的示例的压缩和解码的示例。
[0012]图6示出了根据本主题的示例的使用经压缩的采样数据的TFM重建。
[0013]图7示出了根据本主题的示例的利用压缩采样的TFM重建的结果。
[0014]图8示出了根据本主题的示例的TFM图像的比较。
[0015]图9示出了包括可以在其上执行本文中讨论的技术(例如，方法)中的任何一种或更多种的机器的示例的框图。
具体实施方式
[0016]因此，本专利技术人已经认识到，处理大量数据的这一挑战可以通过使用如本文所述
的压缩感测来解决。可以在不显著增加硬件大小或复杂性的情况下执行如本文所述的用于压缩感测的技术。
[0017]本文描述了一种方法，包括：获得表示使用感测元件矩阵接收的一个或更多个声波的信号，其中，N个样本定义信号的全矩阵表示；按子集M个样本对所获得的信号进行欠采样，其中，N大于M；以及根据M个样本重建图像。
[0018]本文还描述了一种包括指令的机器存储介质，所述指令在由机器执行时使机器执行包括以下的操作：获得表示使用感测元件矩阵接收的一个或更多个声波的信号，其中，N个样本定义信号的全矩阵表示；按子集M个样本对所获得的信号进行欠采样，其中，N大于M；以及根据M个样本重建图像。
[0019]本文还描述了一种系统，该系统具有机器的一个或更多个处理器。该系统还包括存储指令的存储器，指令在由一个或更多个处理器执行时使机器执行包括以下的操作：获得表示使用感测元件矩阵接收的一个或更多个声波的信号，其中，N个样本定义信号的全矩阵表示；按子集M个样本对所获得的信号进行欠采样，其中，N大于M；以及根据M个样本重建图像。
[0020]图1大体上示出了包括例如可以用于执行本文别处示出和描述的一种或更多种技术的声检查系统100的示例。检查系统100可以包括诸如手持或便携式组件的测试仪器140。测试仪器140可以例如使用多导体互连130电耦接至探头组件。探头组件150可以包括一个或更多个电声换能器，例如包括相应换能器154A至154N的换能器阵列152。换能器阵列可以遵循线性或曲线轮廓，或者可以包括在两个轴上延伸的元件阵列，例如以提供换能器元件的矩阵。元件的所占空间不需要是正方形的或不需要沿直线轴布置。元件大小和间距可以根据检查应用而变化。
[0021]可以使用模块化探头组件150配置，例如以使得测试仪器140能够与不同的探头组件150一起使用。通常，换能器阵列152包括压电换能器，该压电换能器例如可以通过耦合介质156声耦合至目标158(例如，被测对象)。耦合介质可以包括流体或凝胶或固体膜(例如，弹性体或其他聚合物材料)，或流体、凝胶或固体结构的组合。例如，声换能器组件可以包括耦接至楔形结构的换能器阵列，该楔形结构包括具有已知声传播特性的刚性热固性聚合物(例如，可以从C
‑
Lec Plastics公司获得的)，并且在测试期间可以将水作为耦合介质156注入在楔形物与被测结构之间。
[0022]测试仪器140可以包括数字和模拟电路系统，例如包括一个或更多个发射信号链、接收信号链或开关电路系统(例如，发射/接收开关电路系统)的前端电路122。发射信号链可以包括放大器和滤波器电路系统，例如以提供通过互连130递送至探头组件150以用于目标158的声透射的发射脉冲，例如以通过接收响应于声透射而引发的散射或反射声能来对目标158结构上或目标158结构内的缺陷160进行成像或以其他方式进行检测。
[0023]虽然图1示出了单个探头组件150和单个换能器阵列152，但是也可以使用其他配置，例如连接至单个测试仪器140的多个探头组件，或与单个或多个探头组件150一起使用以用于串联检查的多个换能器阵列152。类似地，可以使用多个测试仪器140之间的协调来执行测试协议，例如响应于从主测试仪器140建立的或者由另一远程系统(例如计算设施108或通用计算设备例如膝上型计算机132、平板计算机、智能电话、台式计算机等)建立的总体测试方案。作为说明性示例，可以根据公布的标准或规章要求来建立测试方案，并且可
以在初始制造时执行测试方案或者循环地执行测试方案以用于持续监视。
[0024]前端电路122的接收信号链可以包括一个或更多个滤波器或放大器电路以及模数转换设施，例如以将使用探头组件150接收的回波信号数字化。可以相干地执行数字化，例如以提供在时间或相位上彼此对准或参照的多个数字化数据通道。前端电路122可以耦接至一个或更多个处理器电路并且由其控制，所述一个或更多个处理器电路例如是作为测试仪器140的一部分而包括的处理器电路102。处理器电路可以耦接至存储器电路，例如以执行指令，该指令使测试仪器140执行与声检查相关的数据的声发射、声获取、处理或存储中的一个或更多个，或以其他方式执行如本文示出和描述的技术。测试仪器140可以例如使用有线或无线通信接口120通信地耦接至系统100的其他部分。
[0025]例如，如本文示出和描述的一种或更多种技术的执行可以在板载测试仪器140上或使用其他处理或存储设施——例如使用计算设施108或通用计算设备例如膝上型计算机132、平板计算机、智能电话、台式计算机等——本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：获得表示使用感测元件矩阵接收的一个或更多个声波的信号，其中，N个样本定义所述信号的全矩阵表示；按子集M个样本对所获得的信号进行欠采样，其中，N大于M；以及根据所述M个样本重建图像。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：对所述M个样本施加权重。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述M个样本是随机选择的。4.根据权利要求1所述的方法，其中，重建所述图像包括：建立全矩阵表示的模型；基于所述模型将所述M个样本转换成所述信号的经重建的全矩阵表示；以及基于所述经重建的全矩阵表示来重建所述图像。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述模型包括逆稀疏矩阵。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述逆稀疏矩阵的系数基于所述感测元件矩阵的特性。7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述逆稀疏矩阵的系数基于被测对象的特性。8.一种包括指令的机器存储介质，所述指令在由机器执行时使所述机器执行包括以下的操作：获得表示使用感测元件矩阵接收的一个或更多个声波的信号，其中，N个样本定义所述信号的全矩阵表示；按子集M个样本对所获得的信号进行欠采样，其中，N大于M；以及根据所述M个样本重建图像。9.根据权利要求8所述的机器存储介质，还包括：对所述M个样本施加权重。10.根据权利要求8所述的机器存储介质，其中，所述M个样本是随机选择的。11.根据权利要求8所述的机器存储介质，其中，重建所述图像包括：建立全矩阵表示...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿拉因，
申请(专利权)人：加拿大埃维登特有限公司，
类型：发明
国别省市：