一種基於脊的蘭姆波信號去噪方法
2023-12-11 13:25:02 1
專利名稱：一種基於脊的蘭姆波信號去噪方法
技術領域：
本發明涉及無損檢測中的超聲蘭姆波信號處理技術領域，具體涉及一種基於脊的蘭姆波信號去噪方法。
背景技術：
在超聲蘭姆波檢測中，由於蘭姆波激發和檢驗方式靈活，而且能與板材缺陷產生有效的相互作用，並攜帶大量信息，因此，可以作為板材缺陷檢測的有效手段，特別是在大面積板狀結構的無損檢測中應用更為廣泛。超聲蘭姆波信號典型的非平穩信號，由於環境噪聲等因素的影響，實際測得的蘭姆波信號常常伴隨著幹擾信號，直接影響檢測的可靠性和精度的準確性，需要對這類非平穩超聲蘭姆波信號進行去噪處理。
從國內外大量的文獻可知，人工神經網絡(Liu Z Q, Zhang H Y. Artificialnetural network and its application in ultrasonic testing, NondestructiveTesting, 2001，23:22 卜 225)、EMD 方法(Li G，Shi L H, Wang X W. EMD denosingmethod and its application in Lamb wave detect ion,Acta MetrologicaSinica, 2006，27:149-152)和小波變換(Siqueira M H S, Gatts C E N, Silva R R etal. The use of ultrasonic guided waves and wavelets analysis in pipe inspection,Ultrasonics, 2003，41:785-798)等都可以對蘭姆波進行去噪處理。近年來常用的方法是EMD方法和小波變換。李剛等用EMD方法對超聲蘭姆波信號進行了去噪處理，雖然EMD方法不需要基於某一特定函數，能夠自適應地根據信號特徵來提取數據，但是去噪效果不徹底，保留了很多噪聲信號的特徵，不能很好地體現原信號，去噪效果不是很理想(Li G, Shi LH，Wang X ff. EMD denosing method and its application in Lamb wave detection,ActaMetrologica Sinica, 2006，27:149-152)。由於小波變換在去噪方面的優點使得其在無損檢測領域有了很廣泛的應用，Siqueir等採用離散小波變換來處理超聲蘭姆波實測信號，通過硬閾值方法將小於給定門限值的分解係數設為0，然而該方法雖然去除了噪聲，但是消噪效果並不理想，信號仍然含有大量噪聲，所以重構信號無法準確體現信號的特徵(Siqueira M H S，Gatts C E N，Silva R R et al. The use of ultrasonic guidedwaves and wavelets analysis in pipe inspection, Ultrasonics, 2003，41:785-798)。Lazaro等採用小波變換來去除噪聲，通過硬閾值和軟閾值的方法分別進行去噪，由於硬閾值和軟閾值都有各自的缺點，導致去除噪聲之後的信號並不突出(Lazaro J C, Emeterio JL, Ramos A et al. Influence of thresholding procedures in ultrasonic grain noisereduction using wavelets, Ultrasonics, 2002，40:263-267)。基於自適應閾值正交小波變換的蘭姆波去噪方法，201110298616. 8號申請，公開了一種用自適應閾值去除蘭姆波信號中的噪聲的方法，但是仍然屬於閾值的方法，不能很好去除噪聲。
發明內容
為了克服現有技術的缺點，本發明提出一種基於小波脊的蘭姆波去噪方法。該方法對超聲蘭姆波信號進行小波變換的基礎上提取信號的脊，根據脊重構原始信號，從而去除蘭姆波信號中噪聲。本發明的目的是通過以下技術方案實現的一種基於小波脊的蘭姆波去噪方法，首先對含噪聲的超聲蘭姆波信號進行連續小波變換，然後從它的連續小波變換函數中計算蘭姆波信號的脊，記錄脊的時間、尺度和幅度數據，將脊對應的數據反變換後疊加在一起得到重建後去除噪聲的蘭姆波信號。具體步驟如下( I)蘭姆波信號的小波變換設希爾伯特變換意義下的任意空間中含噪聲的蘭姆波信號f (t)具有如下的形
式
權利要求
1.一種基於小波脊的蘭姆波去噪方法，首先對含噪聲的超聲蘭姆波信號進行連續小波變換，然後從它的連續小波變換函數中計算蘭姆波信號的脊，記錄脊的時間、尺度和幅度數據，將脊對應的數據反變換後疊加在一起得到重建後去除噪聲的蘭姆波信號。
2.根據權利要求I所述的基於小波脊的蘭姆波去噪方法，其具體步驟如下 (1)蘭姆波信號的小波變換 設希爾伯特變換意義下的任意空間中含噪聲的蘭姆波信號f (t)具有如下的形式
全文摘要
本發明提出一種基於小波脊的蘭姆波去噪方法。該方法對超聲蘭姆波信號進行小波變換的基礎上提取信號的脊，根據脊重構原始信號，從而去除蘭姆波信號中噪聲。一種基於小波脊的蘭姆波去噪方法，首先對含噪聲的超聲蘭姆波信號進行連續小波變換，然後從它的連續小波變換函數中計算蘭姆波信號的脊，最後記錄脊上分布的數據，將脊對應的數據反變換後得到重建後去除噪聲的蘭姆波信號。本發明的方法具有更強的去除噪聲能力，能更好地恢復出原始的蘭姆波信號。
文檔編號G01N29/44GK102735759SQ201210245060
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月13日 優先權日2012年7月13日
發明者陳曉 申請人:南京信息工程大學