全聚焦算法依靠信号的幅度信息进行延迟叠加(delay and sum,DAS)成像,实际应用中信号并非总能满足相干叠加这一前提,而非相干信号的叠加导致噪声和伪影。文章提出一种循环相干因子(circular coherence factor,CCF)加权的延迟乘和(delay ...全聚焦算法依靠信号的幅度信息进行延迟叠加(delay and sum,DAS)成像,实际应用中信号并非总能满足相干叠加这一前提,而非相干信号的叠加导致噪声和伪影。文章提出一种循环相干因子(circular coherence factor,CCF)加权的延迟乘和(delay multiply and sum,DMAS)CCF-DMAS优化算法,实现薄板中缺陷的兰姆波全聚焦成像。该方法考虑接收阵元间的空间相干性,对接收信号进行相乘耦合,利用数据中的相位信息计算相干因子实现自适应加权,以扩大相干和非相干信号间的差异,从而达到缩窄主瓣,减少旁瓣,提高成像分辨率的效果。建立超声阵列发射、接收实验系统,通过楔块耦合,在含通孔缺陷的锆合金薄板上激发S_(0)模态兰姆波,捕获全矩阵数据;通过CCF-DMAS算法对采集的数据相位加权,生成新的频率分量;利用带通滤波保留二次谐波分量进行全聚焦成像。实验结果表明:与DAS和DMAS全聚焦成像算法相比,CCF-DMAS全聚焦优化算法能够有效抑制噪声和伪影,信噪比提高约39%和22%,阵列性能指数提高约86%和69%,为薄板无损检测的后处理提供了一种有效的改进方案。展开更多
在进行目标方位(direction of arrival,DOA)估计时,背景噪声通常被假定为高斯噪声,但在水声环境中,噪声的概率密度函数存在非高斯分布情况,这会造成DOA估计出现伪峰及背景噪声增大等问题。文章将不服从高斯分布的水下噪声建模为α稳定分...在进行目标方位(direction of arrival,DOA)估计时,背景噪声通常被假定为高斯噪声,但在水声环境中,噪声的概率密度函数存在非高斯分布情况,这会造成DOA估计出现伪峰及背景噪声增大等问题。文章将不服从高斯分布的水下噪声建模为α稳定分布,采用数据加权的方法对信号进行预处理,随后在互质阵列中应用压缩感知方法对宽带信号进行目标DOA估计。对8元互质阵列使用改进算法进行仿真,结果表明该方法可以准确做出DOA估计,同时减少了伪峰数量。湖试数据的处理结果表明,在互质阵列中基于数据加权的压缩感知DOA估计能够减少伪峰,增强目标检测能力,具有更好的检测效果及实用性。展开更多
研究了船舶螺旋桨噪声和轴系噪声的噪声包络调制检测(detection of envelope modulation on noise, DEMON)谱的轴频线谱相位特性,提出了一种新的船舶目标特征即船舶螺旋桨噪声与轴系噪声轴频线谱之间的相位差。通过对船舶辐射噪声中螺...研究了船舶螺旋桨噪声和轴系噪声的噪声包络调制检测(detection of envelope modulation on noise, DEMON)谱的轴频线谱相位特性,提出了一种新的船舶目标特征即船舶螺旋桨噪声与轴系噪声轴频线谱之间的相位差。通过对船舶辐射噪声中螺旋桨噪声和轴系噪声轴频线谱相位的分析,指出二者相位存在一个较稳定的相位差。通过建模和仿真验证了相位差提取的可行性,并据此提出一种船舶螺旋桨噪声与轴系噪声的轴频线谱相位差特征提取方法。利用文章提出的特征提取方法,对实验中获取的船舶辐射噪声数据进行相位差特征提取,研究了在不同航速和相同型号不同个体目标船舶两种条件下,相位差特征的稳定性和可分性。结果表明在一定的时间窗内,相位差特征在不同航速下具有较好的稳定性,在相同型号船舶间具有较好的可分性,可以为个体船舶目标识别提供参考。展开更多
文摘全聚焦算法依靠信号的幅度信息进行延迟叠加(delay and sum,DAS)成像,实际应用中信号并非总能满足相干叠加这一前提,而非相干信号的叠加导致噪声和伪影。文章提出一种循环相干因子(circular coherence factor,CCF)加权的延迟乘和(delay multiply and sum,DMAS)CCF-DMAS优化算法,实现薄板中缺陷的兰姆波全聚焦成像。该方法考虑接收阵元间的空间相干性,对接收信号进行相乘耦合,利用数据中的相位信息计算相干因子实现自适应加权,以扩大相干和非相干信号间的差异,从而达到缩窄主瓣,减少旁瓣,提高成像分辨率的效果。建立超声阵列发射、接收实验系统,通过楔块耦合,在含通孔缺陷的锆合金薄板上激发S_(0)模态兰姆波,捕获全矩阵数据;通过CCF-DMAS算法对采集的数据相位加权,生成新的频率分量;利用带通滤波保留二次谐波分量进行全聚焦成像。实验结果表明:与DAS和DMAS全聚焦成像算法相比,CCF-DMAS全聚焦优化算法能够有效抑制噪声和伪影,信噪比提高约39%和22%,阵列性能指数提高约86%和69%,为薄板无损检测的后处理提供了一种有效的改进方案。
文摘在进行目标方位(direction of arrival,DOA)估计时,背景噪声通常被假定为高斯噪声,但在水声环境中,噪声的概率密度函数存在非高斯分布情况,这会造成DOA估计出现伪峰及背景噪声增大等问题。文章将不服从高斯分布的水下噪声建模为α稳定分布,采用数据加权的方法对信号进行预处理,随后在互质阵列中应用压缩感知方法对宽带信号进行目标DOA估计。对8元互质阵列使用改进算法进行仿真,结果表明该方法可以准确做出DOA估计,同时减少了伪峰数量。湖试数据的处理结果表明,在互质阵列中基于数据加权的压缩感知DOA估计能够减少伪峰,增强目标检测能力,具有更好的检测效果及实用性。
文摘研究了船舶螺旋桨噪声和轴系噪声的噪声包络调制检测(detection of envelope modulation on noise, DEMON)谱的轴频线谱相位特性,提出了一种新的船舶目标特征即船舶螺旋桨噪声与轴系噪声轴频线谱之间的相位差。通过对船舶辐射噪声中螺旋桨噪声和轴系噪声轴频线谱相位的分析,指出二者相位存在一个较稳定的相位差。通过建模和仿真验证了相位差提取的可行性,并据此提出一种船舶螺旋桨噪声与轴系噪声的轴频线谱相位差特征提取方法。利用文章提出的特征提取方法,对实验中获取的船舶辐射噪声数据进行相位差特征提取,研究了在不同航速和相同型号不同个体目标船舶两种条件下,相位差特征的稳定性和可分性。结果表明在一定的时间窗内,相位差特征在不同航速下具有较好的稳定性,在相同型号船舶间具有较好的可分性,可以为个体船舶目标识别提供参考。
