專利名稱：超聲掃描顯微鏡b掃描圖像的構(gòu)建方法
技術領域：
本發(fā)明涉及超聲掃描顯微鏡設備對采集到的數(shù)據(jù)處理技術領域，尤其是一種B 掃描圖像的構(gòu)建方法。
背景技術：
隨著電子產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模越來越大，品種越來越多，電路的集成化程度和生產(chǎn) 自動化程度也相應的提高，同時對器件的質(zhì)量要求也越來越高，為保證器件的可靠性， 對封裝好的器件進行無損檢測是不可缺少的流程。而超聲掃描顯微鏡能夠檢測X射線檢 測不敏感的分層、空洞、裂縫等缺陷而應用越來越廣泛。超聲掃描顯微鏡是通過運動執(zhí) 行機構(gòu)掃描軸與步進軸的配合進行光柵式運動，在掃描軸運動的同時發(fā)射超聲波并接收 反射回波，將反射回波的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并通過各種轉(zhuǎn)換算法構(gòu)建不同種類 的檢測圖像。超聲掃描顯微鏡的常規(guī)檢測方式包括A掃描波形、B掃描圖像、C掃描峰 值圖像、C掃描聲程圖像、C掃描相位反轉(zhuǎn)圖像、分層掃描圖像等。 B掃描圖像是超聲掃描顯微鏡主要的一種檢測方式，其獲得是被檢測目標設定 位置的切面圖像，可以反映被檢測目標內(nèi)部傾斜、深度等特征。現(xiàn)有的B掃描圖像構(gòu)建 方法為1、在A掃描波形上設置B掃描數(shù)據(jù)門，也就是設置掃描的深度范圍及信號閾 值；2、在C掃描圖像上劃一條水平直線確定掃描位置；3、掃描過程中當位置計數(shù)達到 設置數(shù)值時通過軟件觸發(fā)的方式觸發(fā)超聲波的發(fā)射；4、將B掃描數(shù)據(jù)門內(nèi)的所有采樣點 數(shù)據(jù)讀回，并按照設置縱向圖像寬度抽取數(shù)值，然后將抽取的數(shù)值轉(zhuǎn)換為構(gòu)建圖像的像 素灰度值繪制圖像。這種現(xiàn)有的B掃描圖像構(gòu)建算法要求被檢測目標表面平面度較高， 并且放置必須足夠水平，否則由于器件表面不平整或放置傾斜，將導致數(shù)據(jù)門設置的位 置不準確；同時由于超聲波觸發(fā)及數(shù)據(jù)采集都采用軟件處理，觸發(fā)位置不夠準確，且由 于軟件處理數(shù)據(jù)量大，導致圖像構(gòu)建速度慢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種超聲掃描顯微鏡B掃描圖像的構(gòu)建方法，解決了現(xiàn)有 技術中軟件觸發(fā)位置不準確的缺點，構(gòu)建的B掃描圖像，可以判斷出器件的界面數(shù)量、 界面深度、缺陷深度等特征，具有構(gòu)建圖像位置準確、精度高、圖像清晰等優(yōu)點。如記 錄被測目標前表面反射回波負峰值的時間，還可解決現(xiàn)有技術中對被測目標表面平面度 及放置的要求較高的缺點；如降低采集數(shù)據(jù)量，還可解決了現(xiàn)有技術中軟件處理數(shù)據(jù)量 大、圖像構(gòu)建慢、效率低等缺點；從而保證了圖像構(gòu)建的精度及速度。
本本發(fā)明的主要技術方案是 一種超聲掃描顯微鏡B掃描圖像的構(gòu)建方法，其 特征在于具有以下步驟 a、確定B掃描數(shù)據(jù)門即在C掃描圖像上選擇B掃描成像位置，設置B掃描深 度； b、掃描并發(fā)射超聲波掃描過程中對上述的每個位置點發(fā)射超聲波，采用光柵
3尺位置同步觸發(fā)產(chǎn)生超聲波即采用光柵尺作為反饋裝置，當光柵尺計數(shù)達到預設置值 時自動硬件觸發(fā)產(chǎn)生超聲波，無需軟件干預，并接收反射回波，提取出B掃描區(qū)域中每 個設定點返回信號的電壓值； C、對每一個點的電壓做數(shù)據(jù)處理首先對該點信號做濾波處理，慮掉噪聲信 號；再把濾波后的電壓信號轉(zhuǎn)換為對應的像素灰度值； d、構(gòu)建B掃描圖像即將每一個點對應的像素灰度值逐列縱向輸出到屏幕上構(gòu) 建灰度圖像，形成B掃描圖像。 所述的a步驟中，還可采用前表面跟隨技術，設置前表面數(shù)據(jù)門，獲得前表面反 射回波負峰值時間坐標，設置數(shù)據(jù)門的時間坐標為前表面反射回波信號負峰值時間坐標 的相對坐標。 所述的b步驟中，還可記錄被測目標前表面反射回波負峰值的時間，并將該時 間作為數(shù)據(jù)門的參考時間，B掃描數(shù)據(jù)門的起始時間為該時間的相對值，解決由于被測 目標表面不平整或放置傾斜造成數(shù)據(jù)門設置不準確的問題。 所述的把濾波后的電壓信號轉(zhuǎn)換為對應的像素灰度值的方法是取濾波后信號 電壓值的絕對值，該值介于0V到0.5V之間，設最終返回信號電壓值命名為M，求M值
對應的圖像灰度值G，按照如下公式計算G = x 255. 所述的a步驟中，設置B掃描縱向像素點數(shù)值以確定采集卡采樣頻率，降低采集 數(shù)據(jù)量。 本發(fā)明的積極效果是與已有技術對比，本發(fā)明采用的光柵尺同步位置觸發(fā)產(chǎn) 生超聲波解決了軟件觸發(fā)位置不準確的缺點，構(gòu)建的B掃描圖像清晰，可以判斷出器件 的界面數(shù)量、界面深度、缺陷深度等特征，具有構(gòu)建圖像位置準確、精度高、圖像清晰 等優(yōu)點。如采用前表面跟隨技術，記錄被測目標前表面反射回波負峰值的時間，可解決 現(xiàn)有技術中對被測目標表面平面度及放置要求較高的缺點；本發(fā)明采用根據(jù)B掃描縱向 設置像素點數(shù)值設置采集卡采樣頻率的方法，降低采集數(shù)據(jù)量，還可解決軟件處理數(shù)據(jù) 量大，圖像構(gòu)建慢、效率低等缺點。


圖1是在A掃描波形上設置前表面門的示意圖。
圖2是在A掃描波形上設置B掃描數(shù)據(jù)門的示意圖。
圖3是C掃描圖像不同位置的B掃描圖像。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖(參見圖l、圖2、圖3)及一個較佳的實施例對本發(fā)明作進一步詳 細說明，但不作為對本發(fā)明的限定。 圖2中，B掃描數(shù)據(jù)門是用一線段來表示的，線段的長度來確定B掃描的深度范 圍及信號閾值。 首先，要說明的是，進行B掃描之前，需已經(jīng)進行了C掃描，得到C掃描圖 像；
算法的實現(xiàn)步驟如下 1、在A掃描波形上設置前表面數(shù)據(jù)門，確定檢測區(qū)域及信號閾值。
2、在獲得的C掃描圖像上繪制一條水平直線選取感興趣的B掃描位置。
3、設置B掃描縱向繪制圖像像素點數(shù)，并按照該數(shù)值設置采樣頻率。
4、如圖2所示，在檢測目標位置反射回波區(qū)域設置B掃描數(shù)據(jù)門，B掃描數(shù)據(jù)門采用線段表示，線段的長度確定掃描的深度范圍，從起始位置開始進行掃描，掃描過程中超聲波發(fā)射接收裝置對光柵尺信號進行計數(shù)，當計數(shù)達到預設置值時產(chǎn)生超聲波。
5、記錄被測目標前表面反射回波負峰值的時間，并將該時間作為數(shù)據(jù)門的參考時間，B掃描數(shù)據(jù)門的起始時間為該時間的相對值，解決由于被測目標表面不平整或放置傾斜造成數(shù)據(jù)門設置不準確的問題。 6、提取出B掃描區(qū)域中每一個設定點的返回信號的電壓值。對每一個點的電壓值做如下處理首先對該點信號做濾波處理，濾掉噪聲信號。再把濾波后的電壓信號轉(zhuǎn)換為對應的像素灰度值取濾波后信號電壓值的絕對值，該值介于0V到0.5V之間，為方便后續(xù)說明，暫且把這個最終返回信號電壓值命名為M。
7、求M值對應的圖像灰度值G，按照如下公式計算 例如如果上一步求得的M值為0.2V。 那么，g = x 255 = 0, 4 ^ 255 = 102
0,5 — 0 則該點對應的灰度圖像的灰度值為102。 將每一個點對應的像素灰度值逐列縱向輸出到屏幕上構(gòu)建灰度圖像，實現(xiàn)B掃描圖像的構(gòu)建，例，如圖3所示，就是一個C掃描圖像在兩個不同位置上得到的兩幅B掃描圖像。
權利要求
一種超聲掃描顯微鏡B掃描圖像的構(gòu)建方法，其特征在于具有以下步驟a、確定B掃描數(shù)據(jù)門即在C掃描圖像上選擇B掃描成像位置，設置B掃描深度；b、掃描并發(fā)射超聲波掃描過程中對上述的每個位置點發(fā)射超聲波，采用光柵尺位置同步觸發(fā)產(chǎn)生超聲波即采用光柵尺作為反饋裝置，當光柵尺計數(shù)達到預設置值時自動硬件觸發(fā)產(chǎn)生超聲波，并接收反射回波，提取出B掃描區(qū)域中每個設定點返回信號的電壓值；c、對每一個點的電壓做數(shù)據(jù)處理首先對該點信號做濾波處理，慮掉噪聲信號；再把濾波后的電壓信號轉(zhuǎn)換為對應的像素灰度值；d、構(gòu)建B掃描圖像即將每一個點對應的像素灰度值逐列縱向輸出到屏幕上構(gòu)建灰度圖像，形成B掃描圖像。
2. 根據(jù)權利要求1所述的超聲掃描顯微鏡B掃描圖像的構(gòu)建方法，其特征在于所述的 a步驟中，采用前表面跟隨技術，設置前表面數(shù)據(jù)門，獲得前表面反射回波負峰值時間坐 標，設置數(shù)據(jù)門的時間坐標為前表面反射回波信號負峰值時間坐標的相對坐標。
3. 根據(jù)權利要求1所述的超聲掃描顯微鏡B掃描圖像的構(gòu)建方法，其特征在于所述的 b步驟中，記錄被測目標前表面反射回波負峰值的時間，并將該時間作為數(shù)據(jù)門的參考時 間，B掃描數(shù)據(jù)門的起始時間為該時間的相對值，解決由于被測目標表面不平整或放置 傾斜造成數(shù)據(jù)門設置不準確的問題。
4. 根據(jù)權利要求1所述的超聲掃描顯微鏡B掃描圖像的構(gòu)建方法，其特征在于所述 的把濾波后的電壓信號轉(zhuǎn)換為對應的像素灰度值的方法是取濾波后信號電壓值的絕對 值，該值介于0V到0.5V之間，設最終返回信號電壓值命名為M，求M值對應的圖像灰度值G，按照如下公式計算:<formula>formula see original document page 2</formula>
5. 根據(jù)權利要求1、 2、 3或4所述的超聲掃描顯微鏡B掃描圖像的構(gòu)建方法，其特征 在于所述的a步驟中，設置B掃描縱向像素點數(shù)值以確定采集卡采樣頻率，降低采集數(shù)據(jù)
全文摘要
本發(fā)明提供了超聲掃描顯微鏡B掃描圖像的構(gòu)建方法，涉及超聲掃描顯微鏡設備對采集到的數(shù)據(jù)處理技術領域。具有以下步驟a、確定B掃描數(shù)據(jù)門；b、掃描并發(fā)射超聲波；c、對每一個點的電壓做數(shù)據(jù)處理；d、構(gòu)建B掃描圖像。本發(fā)明采用的光柵尺同步位置觸發(fā)產(chǎn)生超聲波解決了軟件觸發(fā)位置不準確的缺點；采用前表面跟隨技術解決了算法對被測目標表面平面度及放置要求較高的缺點；采用根據(jù)B掃描縱向設置像素點數(shù)值設置采集卡采樣頻率的方法，降低采集數(shù)據(jù)量，解決了軟件處理數(shù)據(jù)量大、圖像構(gòu)建慢、效率低等缺點。
文檔編號G01N29/06GK101692070SQ20091007571
公開日2010年4月7日 申請日期2009年10月16日 優(yōu)先權日2009年10月16日
發(fā)明者姚立新, 孫彬, 許博, 邱軍, 邴守東, 魏祥英, 魏鵬 申請人:中國電子科技集團公司第四十五研究所