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基于数学形态学的超声波探伤 摘要—在本文中，在超声波探伤中形态学滤波器的确定性和统计特性及它的 应用已经学着利用不同的结构元素。人们已经发现过滤工艺的有效性取决于输 入信号频率的内容，形态学运作的组合，和结构化元素的参数。统计参数（平 均，变异数及偏态）的序贯形态学操作（如下：舒张、关闭、暗蚀、暗开）检 查，为了确定形态学滤波器的噪声抑制能力他们的偏压的影响。形态学滤波器 的实验评价为在强散射回波面前的探伤检验，提出了 A 和 B 扫描。实验结果表 明，处理后的形态滤波器可以提高缺陷通过抑制散射能见度微结构的回音。形 态学滤波器的性能比较，平均滤波器的递推和系综平均使用实验数据。结果表 明，形态滤波器在保留几何结构信号方面比循环中值滤波器表现好的多，并能 代替需要许多测量的统计平均值。 Ⅰ.介绍 超声波探伤是一个确保材料的质量无损的重要的技术。探测的目标是要从它的 背景噪声回音中隔绝缺陷回波 （例如，组织散射噪声回声或仪表噪声），以及去 估计它的确切位置。干扰噪声往往成为至关重要的地步，其掩饰缺陷回波信号检 测。对相干噪声检验的有效的检测技术是已经被进行雷达和超声波研究频率的灵 活性和频率的多样性[1]-[4]。在超声波成像系统中，这些技术改编的，即一个 分离频谱加工加上次序统计量过滤[5]，已经被证明是在改善瑕疵杂波比率方面 是有效的。然而，分离光谱处理的性能等级次序统计量过滤器取决于部分波段的 数量，每个子带间的相关性，和在每个频率信号的缺陷信息[5]。为了补充现有 的技术，提出了一种新型的技术，一种以形态学滤波器为基础的新型技术在这篇 文章中被进行了阐述[6]-[9]。对于他们有相对简单的计算要求形态滤波是很有 吸引力的。它是由加法、减法、逻辑比较组成。它已经事实表明，这些类型的操 作可以实现实时处理超大规模集成电路[10]。此外，形态滤波器是基于几何的概 念和产生一个令人想要的句法表现。 形态学的理论基础和它的广泛的试用范围由 Matheron[7[和 Serra[8]介绍。许 多应用形态滤波器的发现在生物医学图像处理、金相、地质、遥控、自动化工业 检验。最近，数学形态学已经被使用了超声波探伤、噪声抑制、形态表示、骨架 化和编码[11]-[23]。 在数学形态学，信号被看作是一种集欧式空间中，是由几个固定的形态学加工 的运作操作。最初的形态操作是侵蚀和扩张。所有其他的形态学操作序列和扩张 侵蚀的结合。这些操作使用构建元素交互提取信号和信息。一个元素是另一个比 被加工更简单更自然的信号。构建元素相互作用下的冲击信号在拟合研究和改造 成为一个新的信号，在某种程度上，比原来更富有表现力。通过改变结构元素， 不同类型的信息，可以提取信号。 在本文中，双方的确定性和统计特性的形态滤波器进行了考核。这些特性是用 来设计形态滤波器，对探伤性能最优。 Ⅱ、基本形态学操作 一般来说，信号可以通过集合 （二进制）或函数（多层次）来代表。这种信号 的分类导致一个相似的形态学滤波器分类，即集成加工和函数的处理过滤器。一 套加工（SP）过滤器是一种变换的一组（二进制信号和二进制构建分子）。一个 函数处理（英尺）滤波器（例如，延长 SP）是一种利用一致连续函数的变异函 数和多级构建多层次的信号元素。因此，形态学运作被进行了讨论，然后形态学 操作扩展到多级形态学操作。 设置形态学操作 有两个基本形态学操作：侵蚀和扩张。其他操作（例如开启和关闭操作条件导 出了中定义的侵蚀和扩张。膨胀的形态变换相结合是使用一个向量加法两套集合 的元素[22]。如果A 和 B 是两个二进制套 N-space ( EN)，然后通过B 来扩张 A N 是 A B c E c=a+b for some a  A and b B （ 1 ） 形态双重扩张是侵蚀。一个通过引入B 来侵蚀 A 被定义为通过 AQB，而且被定义 为 AB = x EN x+b Afor everyb B. (2) 总体来说，侵蚀和扩张是不可逆的。一个用侵蚀和扩张的派生操作被称为一个操 作，这个操作被定义为 A 