Quel est le processus de création d'une image d'onde sonore?
1. Génération des ondes sonores:
* transducteur: Un transducteur (souvent un cristal piézoélectrique) génère des ondes sonores à haute fréquence (échographie) dans des impulsions. La fréquence détermine la résolution - fréquence plus élevée =meilleure résolution, mais pénétration moins profonde. Fréquence inférieure =faible résolution, mais pénétration plus profonde.
* Transmission: Ces ondes sonores sont transmises dans le milieu (par exemple, le corps humain, un morceau de métal, etc.).
2. Propagation et interaction des ondes:
* Réflexion et réfraction: Alors que les ondes sonores se déplacent à travers le milieu, elles rencontrent des interfaces entre différents tissus ou matériaux avec une impédance acoustique variable (le produit de la densité et de la vitesse du son). À ces interfaces, une partie de l'énergie sonore se reflète vers le transducteur, tandis que certains sont réfractés (pliés) ou transmis plus loin.
* diffusion: Les ondes sonores peuvent également être dispersées par de petites structures dans le milieu.
3. Réception et traitement du signal:
* réception: Les ondes sonores réfléchies sont reçues par le même transducteur (dans la plupart des cas).
* Mesure du temps de vol: Le transducteur mesure le temps nécessaire aux ondes sonores pour se rendre à l'interface et au dos. Cette fois est directement proportionnelle à la distance à l'interface.
* Mesure de l'amplitude: La résistance (amplitude) du signal réfléchi fournit des informations sur les propriétés de l'interface - des réflexions plus fortes indiquent généralement une plus grande différence d'impédance acoustique.
* Traitement du signal: Les signaux reçus sont amplifiés, filtrés (pour réduire le bruit) et traités pour éliminer les artefacts et améliorer la qualité de l'image. Cela peut impliquer des techniques telles que la formation de faisceau (combinant des signaux à partir de plusieurs éléments dans le réseau de transducteurs) et une focalisation dynamique (ajustant la focalisation du faisceau sonore).
4. Formation d'image:
* Conversion des données: Les données de temps de vol et d'amplitude traitées sont converties en image. Il existe différentes techniques, mais généralement, la luminosité ou la couleur d'un pixel dans l'image correspond à la force du signal réfléchi à un emplacement particulier. Cela forme une représentation visuelle de la structure interne du milieu.
* Affichage de l'image: L'image résultante est affichée sur un moniteur.
Techniques spécifiques:
Les étapes ci-dessus sont générales. Il existe différentes techniques d'imagerie acoustique, chacune avec des variations:
* échographie (imagerie médicale): Utilise des ondes sonores relativement haute fréquence pour le diagnostic médical. Différents modes (mode B, mode M, Doppler) offrent différents types d'images.
* Sonar (acoustique sous-marine): Utilisé pour la navigation, cartographier le fond marin et détection des objets sous-marins. Utilise souvent des fréquences plus faibles pour une détection de plus longue plage.
* Microscopie acoustique: Utilise des ondes sonores extrêmement haute fréquence pour créer des images très détaillées de structures microscopiques.
* Imagerie photoacoustique: Utilise des impulsions laser pour générer des ondes échographiques, permettant une imagerie à haute résolution du tissu biologique.
En résumé, la création d'une image d'onde sonore est un processus d'envoi d'ondes sonores, de détection des ondes réfléchies, de mesurer leur temps de vol et d'amplitude, de traiter les signaux, puis de convertir ces données en une représentation visuelle de la structure interne de l'objet ou du support imagé. Les détails spécifiques du processus varient en fonction de l'application et de la technologie utilisées.