Dans le chapitre 2.5, l’utilisation de signaux orthogonaux ´emis s´equentiellement nous a permis d’augmenter la fr´equence d’´echantillonnage du vibrom`etre ultrasonore 1D en discriminant temporellement les diff´erentes impulsions. Sur le mˆeme principe, l’utilisation de codes orthogonaux permet d’augmenter la cadence d’imagerie de l’imageur 2D . En effet, en appliquant un codage temporel diff´erent aux signaux d’´emission il est possible par la suite de discriminer les impulsions propres `a chaque ´emetteur apr`es compression. Nous pouvons ensuite appliquer la synth`ese d’ouverture classique.
Pour ´etudier cette m´ethode, nous avons d´efini un jeu de douze signaux orthogonaux `
a partir d’une m-s´equence de la mˆeme mani`ere que dans le chapitre 2.5. Pour rappel, le code d’une m-s´equence a la particularit´e de pouvoir ˆetre divis´e tout en gardant ses propri´et´es de bruit pseudo al´eatoire. Ainsi ces sous-signaux (signaux d´ecoup´es) sont orthogonaux entre eux [89].
Cette m´ethode est illustr´ee par la Figure 4.5. Les diff´erents symboles issus de la m-s´equence et modul´es en phase (±π) sont envoy´es sur chaque voie. Cela est r´ep´et´e en continu le temps de l’acquisition. La longueur du symbole d´etermine la cadence d’imagerie de notre syst`eme Fimagerie = Tsymbole1 . Chaque bit du signal binaire de la m-s´equence est cod´e sur deux p´eriodes de sinuso¨ıde `a 50 kHz avec une phase nulle ou en opposition de phase. Ensuite pour discriminer chaque ´emetteur, nous appliquons la fonction d’intercorr´elation entre le symbole (modul´e en phase) et les signaux re¸cus. Sur l’image Figure 4.5 (b), la fonction d’intercorr´elation entre le symbole de l’´emetteur 1 et tous les autres symboles y-compris lui-mˆeme est montr´ee. Du ”cross-talk” est visible. En effet, l’orthogonalit´e entre deux symboles diff´erents n’est pas parfaite entrainant une fonction d’intercorr´elation non nulle. Cela aura pour effet de rajouter des signaux parasites sur notre image.
Emetteur 1 Emetteur 2 Emetteur 3 Emetteur 12 Discrimination de l'émetteur 1 (a) (b) Tsymbole
Fonction d'intercorrélation avec le signal 1
Numéro du symbole
Figure 4.5 : Illustration de l’utilisation de trames cod´ees. Tous les symboles sont envoy´es simul- tan´ement et en continu. Un bit est modul´e par deux p´eriodes de sinuso¨ıde `a 50 kHz. L’image (b) pr´esente les fonctions d’intercorr´elation du symbole 1 avec tous les symboles.
4.2 Insonification multi-symbole
Sur la Figure4.6, nous comparons les images d’une surface plane, reconstruites avec la m´ethode classique et avec celle par trames cod´ees. Les deux m´ethodes permettent de d´etecter et de reconstruire l’image de la surface. Cependant, avec l’utilisation de trames cod´ees, l’image de la surface poss`ede des rebonds dans la direction axiale (profondeur) plus accentu´es qu’avec la m´ethode classique, dus `a la diff´erence de contenu spectral des signaux envoy´es. En effet, la bande de fr´equence de la modulation lin´eaire est uniforme contrairement aux symboles cod´es. Par cons´equent, l’impulsion compress´ee `a partir d’un symbole cod´e poss`ede des lobes secondaires plus forts que dans le cas d’une modulation lin´eaire en fr´equence.
Classique
Trames codées
Ampl
itude
Figure 4.6 : Comparaison entre les images reconstruites avec la m´ethode classique et celle utilisant les trames cod´ees. Les param`etres d’acquisition pour la m´ethode classique sont Tchirp = 850 µs et
τdélai= 150 µs. La cadence d’imagerie est Fimage= 556 Hz. Pour la m´ethode des trames cod´ees, les
symboles ont une longueur de Tsymbole= 1, 7 ms. La cadence d’imagerie est Timagerie= 587 Hz. Les
param`etres de reconstruction de l’image, pour les deux m´ethodes, sont (l × L × P ) = (150 × 150 × 21) mm3, (p
x× py× pz) = (3, 41 × 3, 41 × 0, 43) mm3
Comparons maintenant les estimations du mouvement avec le baffle rigide. Contrairement aux autres mesures, le piston utilis´e ici a un diam`etre de 6 cm. Les r´esultats du calcul de la valeur efficace des amplitudes de d´eplacement/vitesse pour les diff´erentes m´ethodes d’imagerie sont pr´esent´es sur la Figure 4.7. Le mouvement du piston est visible avec les deux m´ethodes. L’estimation de la vitesse sur le piston est plus h´et´erog`ene et les contours du piston sont moins pr´ecis avec l’utilisation de trames cod´ees.
La comparaison des signaux temporels de la Figure4.8, montre une forte similarit´e entre l’utilisation des trames cod´ees et l’envoi s´equentiel de modulations lin´eaires en fr´equence. En se pla¸cant sur le pixel correspondant au piston, le signal sinuso¨ıdal `a
50 Hz est mesur´e. L’amplitude est l´eg`erement plus faible dans le cas de trames cod´ees mais les niveaux de bruit, repr´esent´es par les signaux temporels de la surface immobile, sont ´equivalents.
Une insonification simultan´ee multi-symboles offre une alternative int´eressante `a la m´ethode classique. Dans certains cas, elle permet d’abaisser la cadence d’imagerie du syst`eme. En effet, avec une utilisation multi-symboles, la cadence d’imagerie est inver- sement proportionnelle `a la longueur d’une trame. Cependant le rapport signal `a bruit et l’effet de ”cross-talk” ´etant directement li´es `a la longueur des symboles, la longueur doit ˆetre fix´ee judicieusement (pas trop petite). La m´ethode multi-symboles devient tr`es avantageuse pour augmenter la fr´equence d’´echantillonnage lorsqu’on utilise une barrette avec de nombreux ´emetteurs.
Classique
Trames codées
Déplace
ment absol
u
Vitesse par
intercor
réla
tion
mm/s
μ
m
Figure 4.7 :Comparaison du traitement classique et de celui utilisant des trames cod´ees. Les images repr´esentent la valeur efficace des amplitudes de d´eplacement et de vitesse. L’´echelle de couleurs est brid´ee entre 0 et 30 µm pour le d´eplacement et entre 0 et 7 mm/s pour la vitesse.
4.2 Insonification multi-symbole
Figure 4.8 : Lignes temporelles s´electionn´ees sur les pixels repr´esent´es par les + de couleurs sur la Figure4.7.