Vergleich und Anpassung von 3D-SAFT-Implementierungen im Zeit- und Frequenzbereich fur die schnelle Grobblechprufung

摘要

Die Synthetic Aperture Focusing Technique (SAFT) ist ein Rekonstruktionsverfahren fur Ultraschall, dass es erlaubt, mehrere einzelne Prufschusse durch Superposition zu fokussieren. In dieser Arbeit wird SAFT zur Grobblechprufung eingesetzt. Das Ziel ist es, Bleche mit hoher Geschwindigkeit, quasi in Echtzeit, auf Fehler wie Einschlusse und Risse untersuchen zu konnen. Daraus ergeben sich hohe Anforderungen an die SAFT-Rekonstruktion, die auf Grund des hohen Rechenaufwandes fur gewohnlich getrennt von der Messung im Post-Processing durchgefuhrt wird. Es ist demzufolge zwingend notwendig, die SAFT-Verarbeitung auf den speziellen Anwendungsfall anzupassen und hinsichtlich Abbildungsqualitat vs. Rekonstruktionsgeschwindigkeit zu optimieren. In der Arbeit werden verschiedene SAFT-Algorithmen im Zeit und Frequenzbereich fur planare Objekte untersucht und angepasst. Dabei liegt der Augenmerk auf dem Rechenaufwand, der unter der Vorraussetzung einer ausreichenden Abbildungsqualitat benotigt wird. Im Frequenzbereich werden die Phase-Migration sowie Stolt-Migration mit verschiedenen Interpolationsstrategien untersucht. Im Zeitbereich entwickeln und vergleichen wir verschiedene Heuristiken fur Delay-and-Sum SAFT. Im Ergebnis werden die Algorithmen anhand von Messdaten aus der Grobblechprufung bezuglich Rechenzeiten, erreichter Abbildungsqualitat sowie Arbeitsspeicherverbrauch verglichen. Es wird gezeigt, dass es durch ein Anpassen der Algorithmen moglich ist, die Rechenzeit bei beinahe unveranderter Abbildungsleistung signifikant zu verringern. Es werden theoretische Schranken fur Rechenzeit und Arbeitsspeicherverbrauch der Algorithmen angegeben und anhand von Messdaten validiert.