[發明專利]一種基于傳感矩陣的相控陣超聲信號重構優化方法

在審

• 申請號: 201710004794.2
• 申請日: 2017-01-04
• 公開（公告）號: CN106841401A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 白志亮;陳世利;賈樂成;肖啟陽;曾周末
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N29/44
• 分類號: G01N29/44
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 李林娟

1.一種基于傳感矩陣的相控陣超聲信號重構優化方法，其特征在于，所述信號重構優化方法包括以下步驟：

搭建超聲相控陣缺陷檢測系統，獲取經由被測試件的缺陷位置反射的超聲回波，并提取A掃信號；

采用正交基對A掃信號進行稀疏變換，并通過計算稀疏度來選取最優稀疏基；

將隨機高斯矩陣、伯努利矩陣、局部哈達瑪矩陣和二元稀疏矩陣作為傳感矩陣，根據最優稀疏基，使用正交匹配追蹤對超聲相控陣信號進行重構；

計算不同壓縮率下使用上述四種傳感矩陣的超聲相控陣信號重構誤差，并根據結果選擇最優矩陣。

2.根據權利要求1所述的一種基于傳感矩陣的相控陣超聲信號重構優化方法，其特征在于，所述超聲相控陣缺陷檢測系統包括：依次電連接的上位機、超聲相控陣檢測儀、以及超聲相控陣探頭。

3.根據權利要求1所述的一種基于傳感矩陣的相控陣超聲信號重構優化方法，其特征在于，所述采用正交基對A掃信號進行稀疏變換，并通過計算稀疏度來選取最優稀疏基的步驟具體為：

采用介于L1范數和L2范數之間的公式定量描述各稀疏變換的稀疏度；

對A掃信號進行離散傅里葉變換得到X(k)，進行離散余弦變換得到D(k)，并計算相應的稀疏度；使用四層分解的db6小波基對A掃信號進行離散小波變換得到WT_f(m,n)，并計算其稀疏度；

使用常見的db,sym,bior,rbio和coif家族共54種小波基對A掃信號進行分解，分解層數設定為2到6層，根據稀疏度計算結果選取最優稀疏基。

4.根據權利要求1所述的一種基于傳感矩陣的相控陣超聲信號重構優化方法，其特征在于，所述將隨機高斯矩陣、伯努利矩陣、局部哈達瑪矩陣和二元稀疏矩陣作為傳感矩陣，根據最優稀疏基，使用正交匹配追蹤對超聲相控陣信號進行重構的步驟具體為：

依次使用上述四種矩陣作為傳感矩陣，選擇上述分析得出的最優稀疏基；

從矩陣A中選取列向量a_n，使其與殘差具有最高的相關性，記錄相關系數n_k；計算當前列向量下的最佳近似系數；

迭代重復：更新殘差值，返回重構信號。

5.根據權利要求1所述的一種基于傳感矩陣的相控陣超聲信號重構優化方法，其特征在于，所述計算不同壓縮率下使用上述四種傳感矩陣的超聲相控陣信號重構誤差，并根據結果選擇最優矩陣的步驟具體為：

將壓縮率定義為已壓縮的信號長度與原始信號長度之比；通過隨機移除部分原始信號，設定壓縮率范圍為20％～70％，每隔10％一檔，分別使用四種矩陣計算在不同壓縮率下的A掃信號重構誤差并根據結果選擇最優矩陣。