Page 100 - 无损检测2023年第八期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202308012

基于改进阈值函数的 TOFD 图像小波去噪

薛 峰 1 , 2
( 1. 上海材料研究所有限公司, 上海 200437 ; 2. 上海市工程材料应用与评价重点实验室, 上海 200437 )

摘 要: 针对硬阈值函数在阈值处不连续、 软阈值函数虽然为连续函数但有固定偏差的问题,

在分析了硬阈值函数、 软阈值函数和几种代表性的改进阈值函数的优缺点后, 提出一种改进阈值函
数的小波去噪算法, 并利用 MATLAB软件进行了仿真验证, 结果表明, 所提出的改进阈值函数具
有较好的去噪效果。进一步将该算法应用到超声波衍射时差( TOFD ) 检测图像的去噪中, 结果表
明所提出的改进阈值函数在 TOFD 检测中具有较好的应用效果。

关键词: 图像去噪; 小波变换; 阈值函数; 超声波衍射时差法; 无损检测

中图分类号: TN911.73 ; TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2023 ) 08-0062-05

Waveletdenoisin g al g orithmofTOFDima g ebasedonim p rovedthresholdfunction

XUEFen g 1 , 2

( 1.Shan g haiResearchInstituteofMaterialsCo. , Ltd. , Shan g hai200437 , China ;

2.Shan g haiKe yLaborator y ofEn g ineerin gMaterialsA pp licationandEvaluation , Shan g hai200437 , China )

Abstract : Aimin g atthe p roblemthatthehardthresholdfunctionwasdiscontinuousatthethresholdandthesoft

thresholdfunction wasacontinuousfunctionbuthadafixeddeviation , afteranal y zin gtheadvanta g esand

disadvanta g esofthehardthresholdfunction , thesoftthresholdfunctionandseveralre p resentativeim p roved

thresholdfunctions , awaveletdenoisin gal g orithmfortheim p rovedthresholdfunctionwasp ro p osed , andthe

MATLABsoftwarewasusedforsimulationverification.Theex p erimentalresultsshowedthat p ro p osedim p roved

thresholdfunctionhadag ooddenoisin gp erformance.Furthera pp l y in g thisal g orithmtothedenoisin gofTOFD

ima g es , theresultsshowedthatthep ro p osedim p rovedthresholdfunctionhadg ooda pp licationp erformancein

TOFDdetection.

Ke ywords : ima g edenoisin g ; wavelettransform ; thresholdfunction ; time-of-fli g htdiffraction ; nondestructive
testin g
无损检测是在不损害检测对象性能的前提下, TOFD 中采用的衍射波为弱信号, 在焊缝超声检测
采用多种物理手段对被检物体内部缺陷进行有效检 时需要在高增益条件下进行, 容易引入电子噪声。
验的方法 [ 1-2 ] 。超声波衍射时差法( TOFD ) 检测技 同时由于焊缝结构具有材料晶粒不均、 各向异性和

术采用超声波对缺陷端点的衍射波信号进行测定, 表面耦合状态不一的特征, 容易引入新的系统噪声。
从而判定缺陷位置、 尺寸 [ 3-4 ] , 具有速度快、 缺陷定量 当 TOFD 检测过程中噪声超过阈值时, 将无法准确
精确、 对裂纹敏感的特点, 同时该技术易与计算机技 地对获取的 TOFD 图像进行分析处理, 因此抑制噪

术结合, 可大量应用于焊缝检测中。 声和提高信噪比是 TOFD 检测亟需解决的问题。近
尽管 TOFD 检 测 技 术 具 有 众 多 优 点, 但 是 年来, 国内外专家学者在激励信号和 TOFD 图像处
理方面进行了大量研究。黎文超等 [ 5 ] 基于深度重采
样对 TOFD信号进行降噪, 有效提高了检测信号的
收稿日期: 2023-05-15 [ 6 ]
作者简介: 薛 峰( 1993- ), 男, 工程师, 主要研究方向为无损检 信噪比; 林乃昌 针对 TOFD 背景杂波问题, 提出了
测、 物联网与智能健康监测 改进的变步长 LMS超声 TOFD 图像直通抑制方法;
唐浩伟等 根据超声成像过程中噪声信号具有随机
[ 7 ]
通信作者: 薛 峰, 13122286818@163.com
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2023年 第45卷 第8期
无损检测