[发明专利]基于三维扫描与傅里叶变换的散射声压的获取方法和装置

说明书

本发明提供一种基于三维扫描与傅里叶变换的散射声压的获取方法和装置，所述方法包括以下步骤：对散射体进行数据采集，以获取二值函数；对二值函数进行三维傅里叶变换；提取经过三维傅里叶变换后的二值函数在预设球面上的截面值；根据截面值获取散射声压的傅里叶变换；对散射声压的傅里叶变换进行二维傅里叶反变换得到散射声压。本发明的获取方法，适用于任何形状的介质，不需要进行简化或者近似，散射声压的求解速度快，且结果精确。

技术领域

本发明涉及超声检测技术领域，具体涉及一种基于三维扫描与傅里叶变换的散射声压的获取方法、一种基于三维扫描与傅里叶变换的散射声压的获取装置、一种计算机设备和一种非临时性计算机可读存储介质。

背景技术

声散射是声波在均匀介质的传播过程中，由于介质含有非均匀体，如杂质、界面等，其声波信息，如幅度、传播方向、相位或频率等发生变化的现象。三维散射声压的求解尤其复杂，而散射声波的获得对介质的研究有着重要的意义。

现有的散射声压的求解方法可以分为三大类：解析法、近似法和数值法。解析法仅适合用于边界条件规则的声散射情况；近似法常用方法有几何衍射理论、基尔霍夫近似、Born近似、微扰等，可解决很多无法求得精确解的问题，但这些方法都各有局限性；数值法需要考虑求解的复杂程度。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种基于三维扫描与傅里叶变换的散射声压的获取方法，适用于任何形状的介质，不需要进行简化或者近似，散射声压的求解速度快，且结果精确。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于三维扫描与傅里叶变换的散射声压的获取方法，包括以下步骤：对散射体进行数据采集，以获取二值函数；对所述二值函数进行三维傅里叶变换；提取经过三维傅里叶变换后的二值函数在预设球面上的截面值；根据所述截面值获取散射声压的傅里叶变换；对所述散射声压的傅里叶变换进行二维傅里叶反变换得到所述散射声压。

根据本发明的一个实施例，通过下述公式提取预设球面上的截面值：

其中，O(α-k₁,β,r)表示在预设球面上的截面值，k₀表示散射体在目标中的波数。

根据本发明的一个实施例，通过下述公式获取散射声压的傅里叶变换：

其中，P_s(x＝l₀,β,r)表示距离声源x轴l₀处的散射声压的傅里叶变换。

根据本发明的一个实施例，采用下述公式获取二值函数：

其中，o(r)表示二值函数，k表示散射体在介质中的波数，k₀表示散射体在目标中的波数，c表示介质中的声速，c₀表示目标中的声速。

本发明还提出了一种基于三维扫描与傅里叶变换的散射声压的获取装置，包括：第一获取模块，用于对散射体进行数据采集，以获取二值函数；第一变换模块，用于对所述二值函数进行三维傅里叶变换；提取模块，用于提取经过三维傅里叶变换后的二值函数在预设球面上的截面值；第二获取模块，用于根据所述截面值获取散射声压的傅里叶变换；第二变换模块，用于对所述散射声压的傅里叶变换进行二维傅里叶反变换得到所述散射声压。

根据本发明的一个实施例，所述提取模块通过下述公式提取预设球面上的截面值：

其中，O(α-k₀,β,r)表示在预设球面上的截面值，k₀表示散射体在目标中的波数。