管道在役检测信号去噪与压缩方法的研究

论文摘要

铁磁性管道广泛用于工业生产的各个部门,由于工作条件恶劣,容易造成管道的损伤,给生产和生活带来巨大的损失,所以对在役管道的定期检测事关生产和生活的安全。在检测过程中会在检测信号中混入噪声信号,所以要对缺陷信号进行消噪处理;由于管线在役检测信号要存储在检测设备自带的存储介质上,所以也要对检测信号进行压缩。去噪与压缩的效果是必须解决的两个课题。 本文重点讨论了管线在役检测缺陷信号去噪和压缩的方法:首先介绍了较常用的小波阈值去噪法的原理及优点,并选取该方法对检测缺陷信号进行消噪,由于小波阈值去噪法存在一定的缺陷所以进行了改进,使用自适应软硬阈值折中法对缺陷信号进行去噪,取得了较好的效果;其次对去噪后信号的压缩方法的选取中,我们采用EZW编码和熵编码相结合的方式,即EZW编码器输出的比特流,再利用算术编码器进行压缩形成最终的输出数据流,这样能够进一步提高压缩效率。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究意义
• 1.2 管道检测技术的发展和现状
• 1.2.1 检测技术机理
• 1.2.2 国内外漏磁检测的发展状况
• 1.3 数据压缩技术的概述
• 1.3.1 数据压缩的概念
• 1.3.2 数据压缩的分类
• 1.4 本文研究的内容
• 1.5 本文内容安排
• 第二章 在役管线检测原理与检测设备
• 2.1 引言
• 2.2 物质的磁性
• 2.3 漏磁检测机理
• 2.4 漏磁场的分布特征
• 2.4.1 漏磁场与缺陷大小和位置的关系
• 2.4.2 漏磁场与磁化场的关系
• 2.4.3 漏磁场与被测材料磁性的关系
• 2.5 在役管线漏磁检测设备概述
• 2.5.1 磁化装置
• 2.5.2 检测探头
• 2.5.3 信号记录
• 2.6 本章小结
• 第三章 漏磁缺陷信号去噪方法的研究
• 3.1 引言
• 3.2 小波变换基本理论
• 3.2.1 连续小波变换
• 3.2.2 离散a，t栅格下的小波变换
• 3.2.3 离散信号的小波变换
• 3.3 管道检测系统缺陷信号去噪方法的研究
• 3.3.1 检测过程中产生的噪声分析
• 3.3.2 小波阈值去噪算法的原理
• 3.3.2.1 信号与噪声的奇异性
• 3.3.2.2 估计小波系数的软硬阈值法
• 3.3.3 小波阈值去噪算法的改进
• 3.3.4 仿真结果
• 3.4 本章小结
• 第四章 漏磁缺陷信号数据压缩方法的研究
• 4.1 零树小波编码的基本概念
• 4.1.1 EZW编码的基础
• 4.1.2 EZW编码的数据结构
• 4.1.3 EZW编码的字符类型
• 4.2 零树的判决
• 4.2.1 小波系数的扫描
• 4.2.2 零树预测
• 4.3 EZW编码算法
• 4.3.1 编码阈值的选取
• 4.3.2 主编码过程
• 4.3.3 从属编码过程
• 4.3.4 逐次逼近量化过程
• 4.4 漏磁缺陷信号编码算法的实现
• 4.4.1 缺陷信号特征分析
• 4.4.2 缺陷信号的EZW编码算法的实现
• 4.4.3 零树图
• 4.4.4 EZW编码与算术编码相结合的编码方式
• 4.5 漏磁缺陷信号解码算法的实现
• 4.6 本章小结
• 第五章 算术编解码
• 5.1 算术编码基本原理
• 5.2 算术解码基本原理
• 5.3 本章小结
• 第六章 漏磁缺陷信号压缩仿真
• 6.1 仿真结果
• 6.2 本章小结
• 第七章 总结和展望
• 参考文献
• 附录