基于小波分析的超聲波信號(hào)降噪研究.pdf

1、超聲檢測(cè)技術(shù)是一種確保設(shè)備安全運(yùn)行的重要手段。在進(jìn)行超聲檢測(cè)時(shí)，尤其在粗晶材料中大量的結(jié)構(gòu)噪聲使得有用信息湮沒(méi)在噪聲中，給超聲檢測(cè)的應(yīng)用帶來(lái)了一定的困難，因此超聲信號(hào)的降噪處理十分重要。目前小波閾值法被廣泛地應(yīng)用于信號(hào)降噪處理中，其中母小波和分解層數(shù)的確定以及閾值和閾值處理函數(shù)的確定是小波閾值方法的兩大關(guān)鍵技術(shù)。因此，本文基于信號(hào)處理理論以及超聲回波信號(hào)的特點(diǎn)，分析研究了適合對(duì)超聲信號(hào)進(jìn)行小波處理的母小波所應(yīng)具有的特性，并根據(jù)現(xiàn)有母小波

2、的性質(zhì)得出了：Daubechies小波族、Symlets小波族、Coiflets小波族和Biorthogonal小波族適合于進(jìn)行超聲信號(hào)分析。隨后以構(gòu)造的含噪超聲信號(hào)作為研究對(duì)象，采用以上四種小波族和分解層數(shù)(1～10)結(jié)合起來(lái)對(duì)構(gòu)造的含噪信號(hào)進(jìn)行交叉降噪試驗(yàn)。并考慮了在實(shí)際工程應(yīng)用中，超聲信號(hào)中的噪聲是未知的，因此閾值重調(diào)方法采用“sln”和“mln”，在這兩種閾值重調(diào)方法下對(duì)構(gòu)造的含噪信號(hào)分別采用四種閾值選取方法進(jìn)行降噪處理；此外，

3、考慮了軟、硬閾值處理方法的缺點(diǎn)，分析三種閾值改進(jìn)方法的優(yōu)點(diǎn)。采用軟、硬閾值法以及三種閾值改進(jìn)方法對(duì)不同的含噪超聲信號(hào)進(jìn)行降噪處理。分析降噪后的結(jié)果可以得出：就超聲回信號(hào)而言，采用db12和sym8、sym10、coif2和biors6.8這五種小波的去噪效果較好，分解層數(shù)為4時(shí)降噪效果達(dá)到最優(yōu)；在重調(diào)方法采用“sln”和“mln”時(shí)，采用“minimaxi”的降噪效果最優(yōu)，降噪后的信噪比與其他三種規(guī)則相比要高0.1～0.7 dB；三種改

4、進(jìn)方法的降噪效果都優(yōu)于硬閾值處理方法，而軟閾值方法與軟硬閾值折衷改進(jìn)方法的降噪效果相差甚少，它們之間信噪比的差值基本保持在0.01～0.03 dB。當(dāng)噪聲等級(jí)為1～12(噪聲較大)時(shí)，采用軟硬閾值折衷改進(jìn)方法的降噪效果優(yōu)于其它兩種改進(jìn)方法，降噪后的信噪比比其他兩種改進(jìn)方法要高0.2～1.5 dB。而當(dāng)噪聲等級(jí)為13～24(噪聲較小)時(shí)，采用指數(shù)型閾值方法與采用雙曲線型閾值方法的降噪效果相當(dāng)，這時(shí)采用指數(shù)型閾值方法和雙曲線型閾值方法降噪后