空气耦合超声信号的小波阈值滤噪试验研究.pdfVIP

学兔兔 第 51卷第 2O期 机 械 工 程 学 报 VO1．5l NO．20 2015年 10 月 JOURNALOFMECHANICALENGINEERING Oct． 20 15 DoI：10．3901／JM E．2015．20．061 空气耦合超声信号的小波阈值滤噪试验研究水 刘 奎 张冬梅 于 光 刘卫平 周正干2 马保全2 f1．上海飞机制造有限公司航空制造技术研究所 上海 200436； 2．北京航空航天大学机械工程及 自动化学院 北京 100191) 摘要：穿透式空气耦合超声检测中，由于较低声波透射率、激励接收系统噪声及声波在介质中的散射噪声导致接收信号信噪 比较低，小波阈值滤噪技术在解决上述问题时面临小波基、分解层数及阈值函数的选取难题。基于小波分析的基本原理，以 单因素分析方法开展小波阈值滤噪试验研究。选择不同小波族(Daubechies，Symlet和Coiflet)q~的小波基、小波分解层数(4- 8层)及阈值函数(软阂值及改进阈值函数)对实际含噪超声信号进行小波阈值滤噪处理，并通过对比滤噪信号的信噪比及频谱 特性得出不同参数对滤噪效果的影响。结果表明，选择 Coiflet小波族中的小波基能获得具有更高信噪比及透射信号幅值的 滤噪信号；分解层数越高，滤噪信号的信噪比越高，但增长趋势渐趋稳定；阈值函数对滤噪性能的影响并不十分显著，一般 采用软阈值函数或改进阈值函数就能获得 良好滤噪效果。 关键词：空气耦合超声；无损检测；小波分析；信号处理；阈值函数；信噪比 中图分类号：TB551 W aveletThresholdDenoisingExperimentsofAir-coupledUltrasonicSignal LIUKui ZHANGDongmei YU Guang L1U W eiping ZHOUZhenggan2 MA Baoquan2 (1．InstituteofAeronauticalManufacutringTechnology, ShanghaiAircraftManufacturingCo．，Ltd．，Shanghai200436； 2．SchoolofMechnicalEngineeringandAutomation，BeihangUniversity,Beijing100191) Abstract：Inair-coupledultrasonictesting，thereceivedulrtasonicsignalhaspoorsignaltonoiseratio(SNR)duetolowtransmission ratio，noisesintroducedbyrtansmittingandreceivingsystem ，andscatteringnoisesduringthepropagationofulrtasoundinthemedia． Theuseofwaveletthreshold denoisingtechniqueto dealwithhnadicapsaboveisfacedwithproblemsofp~ameterselection includingwaveletbase，decompositionlevel，nadhtresholdfunction．Thewaveletthresholddenoisingexperimentsarecarriedout usingthesinglefactoranalysismehtodbased on thebasicprinciples