第32卷第8期 2011年8月
焊接学报
TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTION
Vol.32 August
一种基于WMM的超声信号噪声抑制新方法
迟大钊，刚铁
（哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室，哈尔滨150001）
摘要：超声衍射时差（timeofflightdiffraction，TOFD）法存在接收的缺陷衍射信号能量低、易于被噪声干扰的问题，为了解决这一问题，根据TOFD法检测过程中两相邻测点回波中缺陷信号具强相关性、噪声信号具随机性的特点，在传统小波模极大值（wavelet modularmaximum，WMM）方法的基础上，提出一种改进的噪声抑制技术，分别利用传统和改进的WMM方法对计算机仿真信号及焊缝实测信号进行处理。结果表明，和传统的WMM方法相比较，改进方法对噪声的抑制更为有效，对不同性质的噪声具有更好的
适应性，能够在很大程度上提高缺陷信号的辨识能力关键词：超声衍射时差法；噪声抑制；小波模极大值
中图分类号：TG115.28文献标识码：A
文章编号：0253360X(2011)08000904
0序言
超声TOFD法是基于接收缺陷端部的衍射信号实施检测的方法，和传统的脉冲反射波法相比较，其接收的衍射波为弱信号，虽然TOFD法不以回波信号幅值作为缺陷定量化测量的判据，但是过于微弱的信号幅值将影响缺陷的有效检出，为了便于观测弱衍射信号，TOFD法检测系统通常要在高增益条件下工作，系统的高增益工作状态会给接收信号带来电噪声干扰：同时，焊缝区复杂的各向异性组织也带来噪声干扰。这些噪声成分使缺陷的识别及定量化测量变得困难，因此有必要进行噪声抑制处理
目前，在噪声抑制研究领域中，基于软件的数字滤波技术迅速发展，虽然各种成熟的噪声抑制方法在处理相关对象时取得了较好的效果，但同时也存在各自的技术整端，对于焊缝各向异性组织检测的超声波信号，现有技术在噪声抑制方面存在很大的提升空间2)，因此，对焊缝超声波检测信号中噪声成分的抑制一直以来都是无损检测研究人员关注的热点[3-5)，为了提高噪声抑制水平，从而提高对缺陷信号的辨识能力，文中根据超声成像检测过程中相邻测点获取回波中缺陷信号具有强相关性而噪声信号具有随机性的特点，在传统WMM噪声抑制方
收稿日期：2011-05-07
基金项目：国家自然科学基金资助项目（51005056，50775054）：国际
合作基金资助项目（2007DFR70070）：黑龙江省自然科学基金资助项目（QC2010081）
万方数据
迟大钊
No.8 2011
法的基础上，提出一种改进方法，分别采用传统和改进的WMM法对仿真信号及TOFD法实测信号进行处理，通过对比处理效果，说明改进方法噪声抑制的有效性及适应性
WMM噪声抑制原理
WMM噪声抑制原理描述如下，给定一个基本函数，即
(1)=()
Va
a
(1)
关于文中各公式的说明参见文献[6]，文中不
再费述x(t)的小波变换为
（6)0（--6）
WT,(a,t) =x(t),(t) =
a
2)dt(2)
如果x()在。处有一个奇异值，且是。附近的点，若
aWT,(a,t)=0
dr
DWT,(a,t)I (3)
则(a,t)是WT（a,t)的模极大值点，IWT（a,fo）I 是相应的模极大值
设一信号的小波变换S()和x(t)的小波变换在（..）.z处有相同的模极大值，并且除此之外无其它模极大值，则S()就是x()的重建信号的小波变换
为了由模极大值重建原信号，Mallat提出的交