高速小目标回波信号仿真研究

提出基于回波叠加的数值仿真模型,用于目标回波信号的仿真;根据仿真条件,结合多普勒频移公式建立目标回波的理论模型,计算回波信号的频率参数;将目标回波的数值模型和理论模型进行比较,验证了数值模型的有效性,并由此获得高速小目标的回波特性,为进一步的目标回波检测奠定基础。     

基于分布式时延矢量联合估计的血流检测算法

依据超声血流散射回波信号的产生机理,引入更精确的分布式回波阵列模型来代替传统的点目标模型.基于散射子的运动效应对序列脉冲串激励信号的检测回波之间产生的附加时延效应,定义函数形式已知的分布式时延矢量,该矢量含有两个未知参数:中心速度和分布参数,利用其与回波阵列协方差矩阵的噪声子空间的正交特性,进行二维参数的联合搜索.搜索...     

基于优化匹配追踪稀疏分解的微弱超声回波提取

为提高低信噪比环境中微弱超声回波信号的提取性能,提出优化的匹配追踪(Matching Pursuit,MP)稀疏分解的超声回波提取算法。该算法将具有连续空间搜索能力的粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法引入到MP稀疏分解中,以缓解原子集的遍历有限性需求与超完备性之间的矛盾,通过改进粒子群算法的参数自适应设置及MP算法的目标函数和重构函数,实现自适应的PSO-MP稀疏分解算法,并建立了连续伽柏(Gabor)原子集,提高了最优原子与不同参数超声回波信号的匹配程度,最后由最优原子集通过重构函数对回波信号进行重构,实现对回波的降噪和准确提取。实验结果表明,该算法显著降低了计算量,效果优于已有小波阈值等算法且具有较好鲁棒性。     

脉冲回波法与水听器法测量超声探头声场参数比较研究

针对美国ASTM E1065中提及的脉冲回波法与水听器法,通过在<10MHz频率范围内的实验,比较了这两种方法在评价平面超声探头与聚焦超声探头声场参数的一致性。实验表明,针对超声探头辐射声场参数的测量,在合理选择小球参数的基础上采用脉冲回波法与水听器法具有较好的测量一致性,而水听器法则提供了一种具有量值可溯源的超声探头评价与校准方法。     

基于经验模态分解的管道超声回波信号噪声消除

在管道超声无损检测中,超声回波信号往往受到电子噪声、结构噪声等噪声的影响,所以在分析缺陷回波信号时,必须对回波信号进行去噪处理.本文提出了一种新型的基于经验模态分解的方法对超声回波信号进行了良好的消噪处理.通过计算,超声回波信号的信噪比大约提高了11 dB.     

焊缝余高引起的一种超声检测回波信号的正确辨识

焊缝余高引起的非缺陷回波信号可能会出现在一次波声程以内,影响对缺陷回波信号的正确辨识。分析了一个可疑的回波信号,总结了一种正确辨识缺陷回波信号的方法。结果表明:该焊缝中的反射回波为非主声束轴线入射到内焊缝焊角上的反射回波,而非缺陷回波。当检测过程判断缺陷的信息量少时,发现可疑缺陷后,应首先对回波信息进行正确定位,不能确认是焊缝缺陷的情况下,可利用CAD等作图软件对超声检测的声束路径进行分析,辨别超声检测回波信号的真正反射面,从而对超声检测回波信号进行准确判断。     

基于FOCUSS的水中目标回波亮点高分辨提取方法

水中目标回波亮点空间分布是估计目标尺度、确定目标要害部位、目标识别分类的主要目标特性依据。分析了水中目标回波亮点提取的主要方法及其优缺点,针对提高水中目标回波亮点方位估计分辨率的问题,采用欠定系统局域解法(Focal Undetermined System Solver,FOCUSS)压缩感知信号处理方法估计目标回波亮点的方位分布,并与时域常规波束形成(Conventional Beamforming,CBF)方法、子阵最小方差无失真响应(Minimum Variance Distortionless Response,MVDR)波束形成方法进行了比较。试验数据处理结果表明,FOCUSS压缩感知方法的回波亮点方位输出主瓣是"针形"的且无明显旁瓣,分辨率高于子阵MVDR、CBF波束形成处理结果。另一方面,FOCUSS压缩感知方法对信噪比的要求高,适用于良好信噪比条件下的回波亮点提取。     

基于PC的超声射频回波采集系统

本文介绍了一种基于PC的全数字化超声射频回波采集系统.全数字化是近年来B型超声显像仪的发展方向.全数字化超声显像仪的核心技术是数字式波束控制系统、射频回波采样以及数字信号处理技术.而PC技术在数字化信号处理领域扮演着越来越重要的地位.本文把PC技术与全数字化超声技术结合起来,在提高系统性能的同时也降低了成本.本文详细解构了整个超声射频回波采集系统的软硬件组成,并给出了一个实际使用的例子;同时,对系统中可能出现的一系列关键问题和技术瓶颈进行了有益的阐述,并分析了各种参数对系统整体性能的影响.最后,本文指出了全数字化超声诊断系统的发展趋势.     

基于静态峰值分布的超声波回波信号检测方法研究

超声波气体流量计在气体流量计量方面具有独特的优势而被广泛应用,然而超声波信号在管道内传播,受流速、噪声等因素的影响,超声波回波信号幅值会发生衰减,造成回波信号定位错误导致严重的计量误差。尤其在高流速情况下,使用常用的方法很难确定特征点,导致测量到错误的结果。为此,研究超声回波信号的峰值特性,提出一种基于归一化静态峰值分布的超声波回波信号的超声气体流量计数字信号处理方法。在静态条件下对超声回波信号进行归一化,提取超声波回波信号峰值分布得到静态峰值参考波。在动态条件下,判断回波信号峰值的与静态峰值参考波的对应关系,确定特征点后计算超声波传播时间。该数字信号处理方法在以MSP430微控制器为核心的数字系统中实现,并进行气体流量标定实验,可验证该方法和所开发的数字系统的有效性。     

水下目标回波的块信号稀疏分解方法

基于匹配追踪的稀疏分解方法原理简单,在工程实际中应用广泛,但其计算量大,重构精度也不够理想。针对此问题,利用水下目标回波信号的块稀疏特性,提出了水下目标回波的块信号稀疏分解方法。首先基于水下目标回波和块稀疏信号的基本理论,结合回波信号仿真结果,分析了水下目标回波信号的块稀疏特性;然后,充分考虑回波信号本身的稀疏结构,利用信号分块和原子分块的思想,针对水下目标回波提出了块信号的稀疏分解和块匹配追踪重构算法,并从理论上对其计算复杂度进行了分析;最后,采用仿真实验的方式,与传统方法进行对比。结果表明,该方法大大减少了计算量,提高了重构精度。