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    基于模型估計和組融合算法的310S不銹鋼管超聲回波信號噪聲消除技術


    在超聲無損評價和定量無損檢測中,噪聲是影響聲學無損檢測技術可靠性和準確性的主要因素之一。其實310S不銹鋼管是用超聲波檢測的,由于工作場所環境和鋼管本身的鋼種的影響,超聲波檢測中回波信號的信噪比往往很不理想。在如此強的噪聲背景條件下,如何保證310S不銹鋼管的缺陷誤報率和檢出率在檢測標準的可接受范圍內,顯然成為自動化檢測系統的一項重大任務。

    使用超聲波檢測不同物體時,通常會受到兩種噪聲的不同程度的影響。白噪聲和有色噪聲。超聲回波信號中的白噪聲(例如電子噪聲)通??梢酝ㄟ^平均濾波和波形比較來有效去除,而色噪聲通常是一些相干噪聲,如結構噪聲,而傳統的濾波方法降低了信號噪聲,難以改善。比率的目的??紤]到相干噪聲的特殊性,分譜分析法、小波交換[49-51]、Wigner分布以及一些分譜分析法和時頻法的組合有效去除了相干噪聲。但是,在這些方法中,裂譜分析法對濾波器組的參數選擇更為敏感,因此母小波的選擇和小波交換的去噪閾值應確定如下。廣譜和不廣譜取決于使用情況。 Wigner 分布經常丟失信號的相位信息。存在這些缺點的原因在于,除了這些方法使用范圍的限制外,超聲回波信號中噪聲形狀的可變性和不確定性還有根本原因??紤]到噪聲和其他相關特性的可變性,現有的噪聲消除技術希望通過從信號中去除噪聲來提高信噪比。事實上,去噪技術的最終目的是突出信號中的有用信息,如果信號本身包含有用成分和噪聲,是否可以不考慮復雜噪聲而直接提取信號的有用成分?如何在不同的路徑上實現相同的目標?

    本章是在上述思想的基礎上對超聲回波信號建模進行分析,模型估計是基于模型估計和組融合算法310S不銹鋼管超聲回波信號去噪技術。

    在超聲無損評價和定量無損檢測中,噪聲是影響聲學無損檢測技術可靠性和準確性的主要因素之一。其實310S不銹鋼管是用超聲波檢測的,由于工作場所環境和鋼管本身的鋼種的影響,超聲波檢測中回波信號的信噪比往往很不理想。在如此強的噪聲背景條件下,如何保證310S不銹鋼管的缺陷誤報率和檢出率在檢測標準的可接受范圍內,顯然成為自動化檢測系統的一項重大任務。

    使用超聲波檢測不同物體時,通常會受到兩種噪聲的不同程度的影響。白噪聲和有色噪聲。超聲回波信號中的白噪聲(如電子噪聲)通??梢酝ㄟ^平均濾波有效去除,而有色噪聲通常是一些相干噪聲,如結構噪聲,使用常規濾波方法難以達到改善目標。信噪比??紤]到相干噪聲的特殊性,分譜分析法、小波交換[49-51]、Wigner分布以及一些分譜分析法和時頻法的組合有效去除了相干噪聲。但是,在這些方法中,裂譜分析法對濾波器組的參數選擇更為敏感,因此母小波的選擇和小波交換的去噪閾值應確定如下。廣譜和不廣譜取決于使用情況。 Wigner 分布經常丟失信號的相位信息。存在這些缺點的原因在于,除了這些方法使用范圍的限制外,超聲回波信號中噪聲形狀的可變性和不確定性還有根本原因??紤]到噪聲和其他相關特性的可變性,現有的噪聲消除技術希望通過從信號中去除噪聲來提高信噪比。事實上,去噪技術的最終目的是突出信號中的有用信息,如果信號本身包含有用成分和噪聲,是否可以不考慮復雜噪聲而直接提取信號的有用成分?如何在不同的路徑上實現相同的目標?

    本章在分析基于上述思想的超聲回波信號建模的基礎上,結合群融合算法的局部和全局搜索功能,介紹了一種模型估計方法來提取回波信號的有用成分。一種并行度高、收斂速度快、不易下降到局部極小值的超聲回波信號去噪方法,提高310S不銹鋼管超聲回波信號的信噪比。

    本章基于310S不銹鋼管超聲目標回波信號模型的建立,結合蟻群算法的局部搜索功能和粒子群的全局搜索記憶功能,優化模型估計為了通過直接提取受污染的超聲獲得有用的信息,我們開發了一種基于模型估計和組融合算法相結合的超聲回波信號去噪技術,解決了現有通過回波目標信號直接去除現有噪聲的方法.回波信號突出有用信號,需要考慮噪聲本身的可變性、信號所在的近似頻帶,以及在信號分解后選擇合適的去噪解釋值有很多后果。影響降噪效果的因素、實施難度、降噪效果不穩定。實驗結果表明,該方法能夠比常規方法更有效地提高信噪比,有望應用于310S不銹鋼管的在線檢測。


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