基于Hilbert变换的激光超声波成像技术在缺陷检测中的应用

介绍了一种基于Hilbert变换的激光超声波传播图像方法,通过采用脉冲激光器在被测材料表面产生超声波信号,对接收的超声波信号进行Hilbert变换,并详细分析了超声波信号在被检测材料表面传播的时域波形图,最后利用超声波成像技术将超声波信号在被测材料的传播过程进行图像显示。实验结果表明:采取Hilbert对超声波信号进行变换的方法不仅能有效地提取超声波信号在缺陷处传播的信息,还能从超声波传播的图像中直观、高效地检测出表面缺陷的形状、大小及分布情况。因此,提出的Hilbert变换的激光超声波成像技术为工业中缺陷的定量检测提供了方法。     

相移迁移法在激光超声合成孔径聚焦技术中的应用

通过分析脉冲源激光辐照于工件表面激发的多模式、宽带超声体波信号并结合合成孔径聚焦技术(SAFT),实现了对工件内部微小缺陷的检测、定位和成像。首先基于有限元仿真模拟了激光激发超声波在含缺陷样品中的传播过程,编写了基于相移迁移法(PSM)的SAFT成像算法,然后在实验中使用激光在含缺陷样品表面激发超声波,使用激光测振仪探测超声波,并基于已有算法和探测结果对样品内缺陷进行了检测和定位,以验证算法的正确性。有限元仿真以及实验结果均表明,将激光超声技术与频域SAFT-PSM结合,能够有效地对微小缺陷进行检测和定位,且其图像重构速度快于时域SAFT,可为激光超声无损检测提供更快速的实时技术方案。     

一种结合正弦参数提取和MDCT滤波器组的频谱优化方法

通过研究信号中正弦成分对改进的离散余弦变换(MDCT)的频谱产生的影响，针对使用MDCT滤波器组的音频编码系统，结合正弦参数提取，提出了一种对MDCT频谱进行优化的方法。这种方法利用MDCT和离散傅里里变换(DFT)之间的关系，在提取正弦参数的基础之上，通过简单线性变换求得MDCT谱，并在频域分离信号中的部分准静态正弦．从而达到优化MDCT频谱的目的。     

基于希尔伯特变换和功率谱估计的薄缺陷厚度太赫兹检测

提出将希尔伯特变换和功率谱估计相结合的光谱分析算法,对太赫兹反射时域波形进行处理,并将该算法应用于太赫兹时域光谱成像,将缺陷厚度和图像灰度关联,实现同时对玻璃纤维层压板内部缺陷厚度、位置和形状的成像检测。实验结果表明：将多重信号分类谱估计、自回归谱估计和希尔伯特变换结合时,能成功区分厚度为0.08 mm缺陷上下表面反射脉冲,反射脉冲的时间分辨率小于0.5 ps,缺陷厚度的检测误差不高于0.03 mm。     

线能量对奥氏体不锈钢激光焊接质量的影响

为了研究线能量对304奥氏体不锈钢激光焊接质量的影响,采用高功率Nd:YAG激光器及焊接机器人对304奥氏体不锈钢薄板进行了激光焊接工艺试验,并使用光学显微镜、显微硬度计、拉伸试验机等仪器重点研究了线能量对304奥氏体不锈钢激光焊接焊缝成形和力学性能的影响.结果表明,线能量对焊缝成形、显微硬度及力学性能有较大影响,接头显微硬度分布不均匀,低功率时静拉伸强度最小值为671.67MPa,高功率时静拉伸强度最小值达780MPa.     

一种新的基于复合变换域灰度数字水印算法

文章提出了一种新的结合Arnold置乱变换的复合变换域灰度数字水印嵌入算法。该算法利用系数间的相关性对原始图像离散小波变换后的低频系数LL进行离散余弦变换,然后在其中嵌入水印,在嵌入水印之前对Arnold变换预处理的灰度水印图像作离散余弦变换,这样增强了水印的鲁棒性和不可见性。实验结果证明,该算法能有效抵抗JPEG图像压缩和常见的图像处理操作攻击。     

基于Matlab的数字水印系统的GUI设计

数字水印技术为数字信息安全和版权提供了一种有效的保护措施。本文通过小波变换和离散余弦变换的方法,首先对载体彩色图像进行小波变换,然后对变换后载体图像的低频子带再进行离散余弦变换,最后将彩色水印图像嵌入到离散变换的直流系数上。结果证明,在抗噪声攻击、JPEG压缩、小幅度剪切方面利用Matlab软件构建的数字水印系统可达到效果良好,稳健性强。     

基于机器视觉的激光焊接焊缝智能检测研究

为了优化激光焊接质量,设计了基于机器视觉的激光焊接焊缝智能检测方法。首先利用机器视觉技术设计扫描成像单元,在获得基础的激光焊接焊缝图像后,对图像实施离焦误差校正处理。然后在补偿图像缺陷的基础上,对激光焊接焊缝图像作放大处理,设计扩束准直光路与动态聚焦光路识别焊缝特征信息,从而完成对焊缝的智能检测。实验结果表明：该方法可以能够获得更有效的焊缝信息,有利于提高激光焊接质量。     

图像处理中的正交变换探讨

正交变换是一类非常重要的变换,其具有使变换前后图像能量保持不变的特性.图像的正交变换是图像处理技术的重要工具,被广泛地运用于图像特征提取、图像增强、图像复原、图像压缩和图像识别等领域.首先,论述了正交变换的定义及编码原理;其次,对正交变换中的傅立时变换和离散余弦变换的基本概念、性质、算法以及在图像处理中的应用等进行了详细的叙述;最后,利用Madab和C++编程,实现了快速离散傅立叶变换和离散余弦变换,并对两种变换结果的优劣作了全面的比较.     

一种基于ICA的图像水印方法

本文提出了一种结合离散小波变换(DWT)、离散余弦变换(DCT)和独立分量分析(ICA)的图像数字水印方法。该方法把原始图像进行二维小波分解，保留其高频细节信息，然后对小波逼近子图进行离散余弦变换并嵌入水印。水印的检测使用了ICA方法。实验结果表明该水印方案很好的实现了水印的鲁棒性与不可见性的统一，对各种攻击具有很好的鲁棒性。同时由于ICA方法的引入，较好的改善了水印的检测效果。     

双面超薄不锈钢复合板激光焊接接头组织性能研究

以高Cr、Ni合金粉为填加材料,采用Nd∶YAG脉冲激光对0.1 mm+0.8 mm+0.1 mm双面超薄不锈钢复合板进行对接焊,对焊接接头的组织、抗拉强度、焊缝区显微硬度以及焊缝表面耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,激光焊接的表面成形性好、变形小、无缺陷,焊缝金属与覆层不锈钢及基层碳钢连接良好;焊缝中心为晶粒取向不规律的细小等轴晶,其他区域为柱状晶,几乎看不到热影响区,焊缝表面为奥氏体+少量铁素体+少量马氏体组织;焊接接头的抗拉强度达到了母材的92%,伸长率为母材的25%;焊缝区显微硬度与母材相比有显著提高;不锈钢复合板焊缝表面和母材覆层抗电化学腐蚀性能接近。     

二维离散余弦变换/逆离散余弦变换电路及方法

为了实现二维离散余弦变换(DCT)/逆离散余弦变换(IDCT),本文提供一种二维离散余弦变换/逆离散余弦变换电路,采用一个加法器和两个移位器代替一个乘法器,通过选择特定的系数,使得硬件电路无需使用耗费资源较多、速度较慢的乘法器,是一种高效的无乘法器的DCT变换电路。该电路只需要很少的加法器和移位器,并可以达到很高的精度。     

压缩感知重构算法在“鬼”成像中的应用研究

“鬼”成像（GI）提供了一种用常规手段很难达到的特殊的获取图像方法,在量子光学领域是近些年来的前沿和热点之一。本文中,主要研究压缩感知（CS）的重构算法在“鬼”成像中的应用。我们使用具有高斯分布的热光源强度分布,来作为压缩感知的测量矩阵,分别以离散余弦变换(DCT)和离散小波变换(DWT)作为压缩感知中图像物体的稀疏矩阵,利用正交匹配追踪算法,最终获得基于压缩感知重构算法的“鬼”成像。研究结果表明,压缩比为0.5时,基于离散余弦变换基的压缩“鬼”成像（DCT-CS）和基于小波变换基的压缩“鬼”成像(DWT-CS),比“鬼”成像原始重建算法有超过10dB的峰值信噪比提升;同时,基于DCT-CS算法的重建质量要优于DWT-CS算法。      

OFDM系统中基于局部离散余弦变换的信道估计

论述了一种新的基于局部离散余弦变换(LDCT, local discrete cosine transform)的正交频分复用(OFDM, orthogonal frequency division multiplexing)系统信道估计方法.与传统的离散傅里叶变换(DFT)和离散余弦变换(DCT)不同,LDCT基函数具有良好的时域能量集中特性,可迅速捕获信号中的时变成分,有效跟踪信号时频结构的变化,有效地抑制符号间干扰(ISI)和信道加性高斯白噪声.仿真结果表明,该方法优于基于DFT和基于DCT的信道估计,是一种可行而且有效的信道估计方法.     

利用Mobius求逆公式计算离散余弦变换

近年出现了一种利用数论中的Mobiue函数进行数字信号处理的傅里叶分析技术（通常称为算术博里叶变换）。这种方法在计算离散傅里叶变换时所需乘法次数仅为O(N)且非常适于VLSI处理．本文注意到利用这种技术计算离散余弦变换，只需计算两个博里叶系数中更为简单的偶分量an，从而使得计算N点离散余弦变换的乘法次数仅为N，计算结构相当简单．此外，计算机模拟表明，这种方法的误差与直接计算DCT缃比并不大，可以容忍。     

18-8型奥氏体不锈钢低功率Nd:YAG激光焊接研究

文中采用YAG激光作为焊接热源,对1.0mm厚的奥氏体不锈钢薄板的双面激光焊接工艺进行了研究.主要研究了试样的焊前打磨抛光、保护气体的选择及激光工艺参数(包括激光功率密度、焊接速度、脉冲宽度、脉冲频率等)的匹配对焊缝形成及表观形貌的影响.试验结果表明,此不锈钢非常适合用激光焊接.施焊前对试样进行充分的打磨和抛光十分必要,必须保证对焊面能紧密接触,以防止焊接过程中产生过多的气孔,同时还对提高焊缝的机械性能有重要作用.焊接过程中合适的保护气体及其送气方式也是十分必要的.大量试验表明,激光功率密度、焊接速度、脉冲宽度和脉冲频率四个参数的合理组合是实现不锈钢薄板焊接的关键因素.最佳工艺参数组合为在激光功率密度恒为5.7×105 W/cm2的条件下,焊接速度不高于2mm/s,脉冲宽度为3.0ms,脉冲频率为9Hz.     

激光摆动模式对铝/钢焊接接头成形特征及组织、强度的影响

铝、钢金属在物理化学性质上的巨大差异使得铝/钢异种接头的优质连接成为焊接领域的难点。采用摆动激光热源实现了6061铝合金和316L不锈钢搭接接头的良好连接,研究了激光摆动模式、摆动频率对接头成形质量、界面组织结构及拉剪强度的影响。结果表明:摆动激光能够增加铝/钢界面的连接面积,减小接头的熔深,有效抑制焊缝中的气孔、裂纹等缺陷;同时,摆动激光能使界面温度均匀并增强对熔池的搅拌作用,降低界面处的冶金反应,有效抑制界面脆硬金属间化合物的产生;摆动激光焊接接头的界面组织主要为Fe(Al)固溶体及少量弥散分布的针状FeAl3相;摆动激光焊接接头的最大拉剪强度可达117.5 N/mm,相比于常规激光焊接接头提高了约45%,接头断裂位置为不锈钢与焊缝交界处。     

18-8型奥氏体不锈钢低功率Nd∶YAG激光焊接研究

文中采用YAG激光作为焊接热源,对1.0mm厚的奥氏体不锈钢薄板的双面激光焊接工艺进行了研究。主要研究了试样的焊前打磨抛光、保护气体的选择及激光工艺参数(包括激光功率密度、焊接速度、脉冲宽度、脉冲频率等)的匹配对焊缝形成及表观形貌的影响。试验结果表明,此不锈钢非常适合用激光焊接。施焊前对试样进行充分的打磨和抛光十分必要,必须保证对焊面能紧密接触,以防止焊接过程中产生过多的气孔,同时还对提高焊缝的机械性能有重要作用。焊接过程中合适的保护气体及其送气方式也是十分必要的。大量试验表明,激光功率密度、焊接速度、脉冲宽度和脉冲频率四个参数的合理组合是实现不锈钢薄板焊接的关键因素。最佳工艺参数组合为在激光功率密度恒为5.7×105W/cm2的条件下,焊接速度不高于2mm/s,脉冲宽度为3.0ms,脉冲频率为9Hz。     

E36与304异种金属光纤激光焊接接头的组织分析

对E36高强钢和304奥氏体不锈钢进行了激光对焊,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线仪(XRD)对焊接接头的金相组织进行了分析,并测试了接头处的显微硬度。结果表明,光纤激光焊对异种钢焊接的焊缝成形良好。在304侧的熔合区位置析出的d铁素体随着焊接速度的增加逐渐减少。靠近304不锈钢的焊缝区为平面晶,焊缝中心和靠近E36侧焊缝区为柱状晶。随着焊接速度的增加,304不锈钢侧柱状晶逐渐增多,在焊缝中心胞状晶数量逐渐增多,E36侧没有明显变化。焊缝主要由马氏体组织和少量碳化物组成,焊接速度对焊缝组织的影响不明显。焊缝区成分较均匀,两侧的熔合区存在成分梯度且受焊接速度影响较大。在E36侧热影响区生成了板条马氏体、铁素体和珠光体组织。最高硬度出现在焊缝区,随着焊接速度的增加,焊缝和E36侧的热影响区硬度增加。     

激光视觉焊缝跟踪图像处理与坡口识别

针对激光引导焊缝跟踪过程中坡口图像特点,首先对图像进行Radon变换,检测出激光条纹所在位置;然后对变换后图像进行处理,消除噪声对应的信息,保留激光条纹所对应的信息,再进行Radon逆变换复原图像,可较好地消除噪声;最后,采用OTSU法对图像进行分割,并识别出坡口区域。该方法效果较好,抗干扰性较强,耗时较少,适合于激光视觉焊缝跟踪过程。