基于模糊集的相控阵超声监测成像图像增强研究.pdf

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1、第27卷第11期传感技术学报V01．27No．11CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSNOV．20142014年11月ResearchonPhasedArrayUltrasonicDamageDetectionandFuzzySetsBasedImageEnhancementSUNYajie，JIANGJian，ZHANGYonghong(SchoolofInformationandControl，NanjingUniversityofInformationScienceandTechnology，Nang210044，China)Abstract：Ul

2、trasonicsignalprocessingtechniquestogetmoreaccurateimagemonitoring．Dominatethebeamorien—tationbycontrollingthesignaltimedelay，inordertomonitorthestructuraldamage．Analysisofthecharacteristicsofsignalofstructuraldamagecasesdoesafavortoenhancethesignal—to—noiseratio．Thenthemonitoringsignalcanbedispl

3、ayedinthewayofgraylevelimageaccordingtothescanningangle．Becauseofthedefectoftheoriginalim—age，dealingtheimagewiththephotographicenhancementwhichbasesonfuzzysetscanimprovetheimagerecogni—tion．Themethodisanalyzedinthealuminumsheetstructure，validatingthecorrectnessandavailability．Keywords：signalproc

4、essing；damagemonitoring；imageenhancement；fuzzysetsEEACC：7310doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2014．1i．015基于模糊集的相控阵超声监测成像图像增强研究半孙亚杰，姜剑，张永宏(南京信息工程大学信息与控制学院，南京210044)摘要：利用超声信号处理的方法，得到更准确的监测图像。通过控制阵元激发信号的时间延迟来控制波束的指向，进而实现结构中的损伤监测。分析结构损伤状况下接收到的信号，根据相控阵原理控制信号的延迟和聚焦，获得更高信噪比的信号。并将相应角度上的监测信号用图像的灰度级来表示。因为原始数据得到

5、的图像并不清晰，所以采用模糊集的图像增强方法进行处理，提高图像的可识别度。该方法在铝板结构中进行实验分析，验证了方法的正确性和有效性。关键词：信号处理；损伤监测；图像增强；模糊集中图分类号：TB553文献标识码：A文章编号：1004—1699(2014)11—1522—05随着复合材料结构在工程领域日益广泛的应术监测所得信号是含有大量噪声的信号，由原始数用，其在服役过程中形成的损伤现象多样，判别困据得到的损伤图像也是不完美的，需要进行处理，突难，对整体结构形成潜在威胁，急切需要发展一种实出损伤位置。图像增强作为图像处理的一个重时有效的监测方法解决上述问题。结构健康监测根要分支，其目的在于

6、改善原始图像的视觉效果，达到据传感器元件定时取样获得的测量值，提取出反应某种程度上的滤噪，便于图像分析与模式识别。目结构内部损伤的特征因子，对其进行综合判定与分前图像增强技术已经在天气预报、医疗图像分析等析，得到结构当前的健康状况¨。通常情况下结构领域得到广泛应用J。将超声相控阵技术与图像中的损伤会引起应力集中、裂纹扩展，使用普通声波处理技术相结合，属于崭新的应用领域。由于传统监测不能得到预想效果。其中Lamb波由于对小损图像增强的过程中存在对比度减小和噪声放大的缺伤比较敏感，所以在结构健康监测中应用比较广陷，导致图像细节信息丢失，本文将模糊的方法应用泛相控阵监测成像方法在结构健康监测领

7、域其中可以克服该缺陷，得到效果更好的增强后的图应用非常广泛，它由多个压电片按一定规律排列，逐像。因此，利用模糊集的方法处理损伤图像，该方法次激发各个晶片完成多方向的扫查，实现对复杂结能够很好的突出图像中不同层次的灰度信息和边缘构损伤的精确监测。然而采用结构健康监测技信息，得到识别度高的监测图像。项目来源：国家自然科学基金资助项目(51305211)；江苏省产学研联合创新资金计划(2012s028)收稿日期：2014—06—20修改日