一种强噪背景下的缺陷超声成像方法及系统技术方案

本申请涉及缺陷超声检测技术领域，提供了一种强噪背景下的缺陷超声成像方法及系统，包括对待测缺陷试样进行遍历扫描超声检测得到逐点的第一初始信号，对参考试样进行遍历扫描超声检测得到逐点的第二初始信号；对第一初始信号进行降噪预处理，得到第一降噪信号，对第二初始信号进行降噪预处理，得到第二降噪信号；对第一降噪信号和第二降噪信号进行信号匹配运算，再作背景差分相减计算，得到散射特征信号，对散射特征信号进行多向邻波差分相减计算得到缺陷特征信号，根据缺陷特征信号绘制图像；根据图像判断待测缺陷试样是否存在缺陷。本申请提供的方法及系统能够实现缺陷的清晰成像，提高缺陷在线检测的精度和检测效率。提高缺陷在线检测的精度和检测效率。提高缺陷在线检测的精度和检测效率。

【技术实现步骤摘要】
一种强噪背景下的缺陷超声成像方法及系统


[0001]本申请涉及缺陷检测
，特别涉及一种强噪背景下的缺陷超声成像方法及系统。

技术介绍

[0002]随着智能制造的发展，在线检测能够及时发现产品缺陷并自动或人工干预制造过程，改善产品制造质量。因此，为了有效地检测产品缺陷，提高产品质量，在线检测被广泛应用于对产品质量的检测。在线检测方法主要有激光超声法、红外热成像法、CCD成像法等，其中激光超声法应用较多。
[0003]但是，由于材料微观组织结构散射强以及环境噪声强等原因，其在缺陷检测过程中会形成强噪背景，往往会导致激光超声检测信号的信噪比低，从而使得缺陷边缘成像较为模糊，影响在线实时检测的精度。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种强噪背景下的缺陷超声成像方法及系统，其能够实现缺陷的清晰成像，提高在线检测的精度和检测效率。
[0005]为了实现上述目标，第一方面，本申请提供了一种强噪背景下的缺陷超声成像方法，包括：
[0006]对待测缺陷试样进行遍历扫描超声检测得到逐点的第一初始信号，对参考试样进行遍历扫描超声检测得到逐点的第二初始信号；
[0007]对所述第一初始信号进行降噪预处理，得到第一降噪信号，对所述第二初始信号进行降噪预处理，得到第二降噪信号；
[0008]对所述第一降噪信号和所述第二降噪信号进行信号匹配运算，再作背景差分相减计算，得到散射特征信号；
[0009]对所述散射特征信号进行多向邻波差分相减计算得到缺陷特征信号；
[0010]根据所述缺陷特征信号绘制图像；
[0011]根据所述图像判断所述待测缺陷试样是否存在缺陷，并进行缺陷特征评价。
[0012]在一种可行的实施方式中，所述对待测缺陷试样进行遍历扫描超声检测得到第一初始信号，对参考试样进行遍历扫描超声检测得到第二初始信号包括：
[0013]对所述待测缺陷试样进行遍历扫描超声检测时，采用单点多次激励，得到多个所述第一初始信号，对所述参考试样进行遍历扫描超声检测时，采用单点多次激励，得到多个所述第二初始信号。
[0014]在一种可行的实施方式中，所述对所述第一初始信号进行降噪预处理，得到第一降噪信号，对所述第二初始信号进行降噪预处理，获得第二降噪信号包括：
[0015]对多个所述第一初始信号进行平均运算，得到所述第一降噪信号；
[0016]对多个所述第二初始信号进行平均运算，得到所述第二降噪信号。
[0017]在一种可行的实施方式中，所述对所述第一初始信号进行降噪预处理，得到第一降噪信号，对所述第二初始信号进行降噪预处理，获得第二降噪信号包括：
[0018]对多个所述第一初始信号进行平均运算，得到第一平均信号；
[0019]对所述第一平均信号进行一次降噪和二次降噪处理，得到所述第一降噪信号；
[0020]对多个所述第二初始信号进行平均运算，得到第二平均信号；
[0021]对所述第二平均信号进行一次降噪和二次降噪处理，得到所述第二降噪信号。
[0022]在一种可行的实施方式中，所述对所述第一降噪信号和所述第二降噪信号进行信号匹配运算，再作背景差分相减计算，得到散射特征信号包括：
[0023]对所述第一降噪信号和所述第二降噪信号进行互相关运算，得到第一最大互相关系数和对应的第一延迟时间；
[0024]根据所述第一延迟时间将所述第二降噪信号匹配于所述第一降噪信号，得到匹配信号；
[0025]判断所述第一最大互相关系数与设定的互相关系数阈值的大小，若所述第一最大互相关系数小于所述设定的互相关系数阈值，则对所述第一降噪信号和所述匹配信号进行差分运算，得到所述散射特征信号；若所述第一最大互相关系数大于所述设定的互相关系数阈值，则散射特征信号记为零。
[0026]在一种可行的实施方式中，所述对所述散射特征信号进行多向邻波差分相减计算得到缺陷特征信号包括：
[0027]获取所述散射特征信号的0
°
邻波信号，将所述0
°
邻波信号与所述散射特征信号进行匹配得到0
°
匹配信号，根据所述散射特征信号与所述0
°
匹配信号得到0
°
缺陷特征信号；
[0028]获取所述散射特征信号的45
°
邻波信号，将所述45
°
邻波信号与所述散射特征信号进行匹配得到45
°
匹配信号，根据所述散射特征信号与所述45
°
匹配信号得到45
°
缺陷特征信号；
[0029]获取所述散射特征信号的90
°
邻波信号，将所述90
°
邻波信号与所述散射特征信号进行匹配得到90
°
匹配信号，根据所述散射特征信号与所述90
°
匹配信号得到90
°
缺陷特征信号。
[0030]在一种可行的实施方式中，所述获取所述散射特征信号的0
°
邻波信号，将所述0
°
邻波信号与所述散射特征信号进行匹配得到0
°
匹配信号，根据所述散射特征信号与所述0
°
匹配信号得到0
°
缺陷特征信号包括：
[0031]选择所述散射特征信号在沿0
°
方向与其相邻的波形作为所述0
°
邻波信号，对所述0
°
邻波信号与所述散射特征信号进行互相关运算，得到第二最大互相关系数和对应的第二延迟时间；
[0032]根据所述第二延迟时间将所述0
°
邻波信号匹配于所述散射特征信号，得到所述0
°
匹配信号；
[0033]将所述散射特征信号与所述0
°
匹配信号进行差分运算，得到所述0
°
缺陷特征信号。
[0034]在一种可行的实施方式中，所述根据所述缺陷特征信号绘制图像包括：
[0035]设定层析间隔和层析深度；
[0036]根据所述层析间隔和所述层析深度，将所述缺陷特征信号基于变时窗能量映射法
得到二维层析图像；
[0037]对所述二维层析图像进行二值化处理；
[0038]根据每一层图像的位置信息，将所述每一层图像中的经过二值化处理后的像素点基于空间关系映射到三维空间中，形成离散的三维体像素点；
[0039]根据所述离散的三维体像素点得到三维图像。
[0040]在一种可行的实施方式中，所述根据所述图像判断所述待测缺陷试样是否存在缺陷，并进行缺陷特征评价包括：
[0041]通过图像识别技术或对比所述图像的像素值判定是否存在缺陷，并确认所述缺陷的位置和尺寸。
[0042]为了实现上述目的，第二方面，本申请提供了一种强噪背景下的缺陷超声成像系统，包括：
[0043]扫描超声检测模块，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种强噪背景下的缺陷超声成像方法，其特征在于，包括：对待测缺陷试样进行遍历扫描超声检测得到逐点的第一初始信号，对参考试样进行遍历扫描超声检测得到逐点的第二初始信号；对所述第一初始信号进行降噪预处理，得到第一降噪信号，对所述第二初始信号进行降噪预处理，得到第二降噪信号；对所述第一降噪信号和所述第二降噪信号进行信号匹配运算，再作背景差分相减计算，得到散射特征信号；对所述散射特征信号进行多向邻波差分相减计算得到缺陷特征信号；根据所述缺陷特征信号绘制图像；根据所述图像判断所述待测缺陷试样是否存在缺陷，并进行缺陷特征评价。2.根据权利要求1所述的强噪背景下的缺陷超声成像方法，其特征在于，所述对待测缺陷试样进行遍历扫描超声检测得到第一初始信号，对参考试样进行遍历扫描超声检测得到第二初始信号包括：对所述待测缺陷试样进行遍历扫描超声检测时，采用单点多次激励，得到多个所述第一初始信号，对所述参考试样进行遍历扫描超声检测时，采用单点多次激励，得到多个所述第二初始信号。3.根据权利要求2所述的强噪背景下的缺陷超声成像方法，其特征在于，所述对所述第一初始信号进行降噪预处理，得到第一降噪信号，对所述第二初始信号进行降噪预处理，获得第二降噪信号包括：对多个所述第一初始信号进行平均运算，得到所述第一降噪信号；对多个所述第二初始信号进行平均运算，得到所述第二降噪信号。4.根据权利要求2所述的强噪背景下的缺陷超声成像方法，其特征在于，所述对所述第一初始信号进行降噪预处理，得到第一降噪信号，对所述第二初始信号进行降噪预处理，获得第二降噪信号包括：对多个所述第一初始信号进行平均运算，得到第一平均信号；对所述第一平均信号进行一次降噪和二次降噪处理，得到所述第一降噪信号；对多个所述第二初始信号进行平均运算，得到第二平均信号；对所述第二平均信号进行一次降噪和二次降噪处理，得到所述第二降噪信号。5.根据权利要求1所述的强噪背景下的缺陷超声成像方法，其特征在于，所述对所述第一降噪信号和所述第二降噪信号进行信号匹配运算，再作背景差分相减计算，得到散射特征信号包括：对所述第一降噪信号和所述第二降噪信号进行互相关运算，得到第一最大互相关系数和对应的第一延迟时间；根据所述第一延迟时间将所述第二降噪信号匹配于所述第一降噪信号，得到匹配信号；判断所述第一最大互相关系数与设定的互相关系数阈值的大小，若所述第一最大互相关系数小于所述设定的互相关系数阈值，则对所述第一降噪信号和所述匹配信号进行差分运算，得到所述散射特征信号；若所述第一最大互相关系数大于所述设定的互相关系数阈值，则散射特征信号记为零。6.根据权利要求1所述的强噪背景下的缺陷超声成像方法，其特征在于，所述对所述散
射特征信号进行多向邻波差分相减计算得到缺陷特征信号包括：获取所述散射特征信号的0
°
邻波信号，将所述0
°
邻波信号与所述散射特征信号进行匹配得到0
°
匹配信号，根据所述散射特征信号与所述0
°
匹配信号得到0
°
缺陷特征信号；获取所述散射特征信号的45
°
邻波信号，将所述45
°
...

【专利技术属性】
技术研发人员：白雪，马健，万壮壮，王超群，许波，徐兆文，周庆军，邵飞，陈建伟，张振振，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学山东省科学院，
类型：发明
国别省市：