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高阶累积量在红外热像损伤检测信号分析中的应用

马说邯,  刘欣博,  马齐爽

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马说邯, 刘欣博, 马齐爽. 高阶累积量在红外热像损伤检测信号分析中的应用[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1350-1354.
引用本文: 马说邯, 刘欣博, 马齐爽. 高阶累积量在红外热像损伤检测信号分析中的应用[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1350-1354.
shu
Ma Shuohan, Liu Xinbo, Ma Qishuang. Application of higher order spectral analysis in infrared thermography damage signal processing[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(5): 1350-1354.
Citation: Ma Shuohan, Liu Xinbo, Ma Qishuang. Application of higher order spectral analysis in infrared thermography damage signal processing[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(5): 1350-1354.
shu

高阶累积量在红外热像损伤检测信号分析中的应用

  • 1.

    龙源电力集团股份有限公司,北京 100034;

  • 3.

    北京航空航天大学 自动化科学与电气工程学院,北京 100191

基金项目: 

国家自然科学基金（60576181;60879014）

详细信息
    作者简介:

    马说邯（1982- ），男，博士，主要从事红外热像检测及信号处理方面的研究。Email：mashuohan@gmail.com

  • 中图分类号: TN21

Application of higher order spectral analysis in infrared thermography damage signal processing

  • 1.

    China Longyuan Power Group Corporation Limited,Beijing 100034,China;

  • 2.

    School of Automation Science and Electrical Engineering,Beijing University of Aeronautics and Astronautics,Beijing 100191,China

  • 摘要: 针对常规红外检测信号的脉冲相位法没有考虑测量噪音，简单的Fourier变换对数据信息的挖掘不足、利用率不高的问题，提出在处理中引入非高斯特性分析，应用三阶累积量和双谱估计对信号进行分析，提取发生损伤时信号的特性信息，得到分辨完好区域与损伤区域的特征判据。给出信号分析中三阶累积量和双谱的定义，分析其幅值和相位的对角切片谱在提取损伤特征方面的优势，最后对比分析两者在实际检测中的效果。结果表明：利用该方法具有良好的抗高斯和非高斯对称分布型噪音的优点，且运算量小、计算速度快。同时，弥补了传统脉冲相位法中幅值谱不宜使用的缺点。
    Abstract: In the routine infrared inspection signal processing, pulse phase thermography doesn't take into account the measure noise, the experimental data isn't made good use of by the simple Fourier transform, where more information needs to be dig. The non-Gaussianity analysis was introduced to the routine signal processing, the third-order cumulant and bispectrum estimation were used for extracting the characteristic information from the detection signal when damage occurred, therefore the criterion of distinguishing sound area from defective area was obtained. The definitions of third-order cumulants and bispectrum were achieved for the acquired signal, in addition, the advantage using magnitude and phase of slice spectrum was analyzed and the effects were compared in actual detection. The proposed method has the advantages of suppressing Gaussian and symmetry distribution non-Gaussian noise efficiently, small calculation amount, fast computation speed. Moreover, it compensates the demerit which magnitude of spectrum is hard to use in the traditional pulsed phase thermography.
  • [1] Liu Hui, Liu Junyan, Wang Yang. Processing thermal image sequences for defect detection based on ultrasound lock-in thermography[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(5): 944-948. (in Chinese)刘慧, 刘俊岩, 王扬. 基于超声锁相热像技术检测缺陷的热图序列处理[J]. 红外与激光工程, 2011, 40(5): 944-948.
    [2]
    [3] Yang Zhengwei, Zhang Wei, Tian Gan, et al. Infrared thermography applied to detect debond defect in shell structure[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(2): 186-191. (in Chinese)杨正伟, 张炜, 田干, 等. 红外热波方法检测壳状结构脱粘缺陷[J]. 红外与激光工程, 2011, 40(2): 186-191.
    [4]
    [5] Tao Ning, Zeng Zhi, Feng Lichun, et al. Thermal effusivity measurement of subsurface heterogeneous materials using pulsed thermography[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(11): 2098-2103. (in Chinese)陶宁, 曾智, 冯立春, 等. 采用脉冲红外成像法的表面下暗藏物蓄热系数的测量[J]. 红外与激光工程, 2011, 40(11): 2098-2103.
    [6]
    [7]
    [8] Li Lichao, Yang Lu, Zhang Yanhua. Defect test of material using infrared image processing methods[J]. Infrared and Laser Engineering, 2010, 39(2): 372-376. (in Chinese)李立超, 杨录, 张艳花. 利用红外图像处理方法检测材料缺陷[J]. 红外与激光工程, 2010, 39(2): 372-376.
    [9] Maldague X, Marinetti S. Pulse phase infrared thermography[J]. J Appl Phy, 1996, 79(5): 2694-2698.
    [10]
    [11] Collis W B, White P R, Hammond J K. Higher-order spectra: the bispectrum and trispectrum[J]. Mechanical Systems and Signal Processing, 1998, 12(3): 375-394.
    [12]
    [13]
    [14] Duan Xiangyang, Wang Yongsheng, Su Yongsheng. Application of slice bispectrum analysis to fault diagnosis of centrifugal pump[J]. Journal of Vibration Measurement Diagnosis, 2010, 10(5): 581-584. (in Chinese)段向阳, 王永生, 苏永生. 切片双谱分析在离心泵故障诊断中的应用[J]. 振动、测试与诊断, 2010, 10(5): 581-584.
    [15] Li Yuhan, Cai Kunbao, Zhang Jihong. Application of bispectrum estimation to analyzing pulse signals[J]. Journal of Chong qing University(Natural Science Edition), 2006, 29(5): 44-47. (in Chinese)李玉韩, 蔡坤宝, 张继红. 双谱估计在中医脉象信号分析中的应用[J]. 重庆大学学报(自然科学版), 2006, 5(29): 44-47.
    [16]
    [17]
    [18] Nagata Y. Bispectra of spike-army type time series and their applications to the analysis of oceanic microstructures[J]. Oceanographical Society, 1978, 34: 734-740.
    [19] Zhang Yan, Wang Shunxun. Slice spectra approach to nonlinear phase coupling estimation[J]. Electronics letters, 1998, 34(4): 340-341.
  • [1] 陈沛, 张洪玮, 刘晓英, 张芯瑜, 张开俊, 陈丽晶, 伏龙延, 吴松华.  基于线型预测频谱估计的相干激光雷达功率谱分析方法 . 红外与激光工程, 2023, 52(11): 20230216-1-20230216-16. doi: 10.3788/IRLA20230216
    [2] 袁帅, 延翔, 张昱赓, 秦翰林.  双邻域差值放大的高动态红外弱小目标检测方法（特邀） . 红外与激光工程, 2022, 51(4): 20220171-1-20220171-11. doi: 10.3788/IRLA20220171
    [3] 苏晏园, 范广宇, 龚海梅, 李雪, 陈永平.  InGaAs近红外人脸图像检测超轻量算法研究 . 红外与激光工程, 2022, 51(10): 20220078-1-20220078-10. doi: 10.3788/IRLA20220078
    [4] 蒋国清, 万烂军.  基于最恰对比度显著性分析的红外弱小目标检测方法 . 红外与激光工程, 2021, 50(4): 20200377-1-20200377-8. doi: 10.3788/IRLA20200377
    [5] 姜红, 鞠晨阳, 务瑞杰, 范烨, 满吉.  聚类分析法的塑料饮料瓶光谱分析 . 红外与激光工程, 2018, 47(8): 823002-0823002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0823002
    [6] 田干, 杨正伟, 朱杰堂, 张炜, 罗文源.  超声红外热波检测中的振动特性及声混沌分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(3): 304003-0304003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0304003
    [7] 田岳鑫, 高昆, 刘莹, 卢岩, 倪国强.  一种基于广义累积和的多波段红外变异点目标检测方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 526001-0526001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0526001
    [8] 吕事桂, 阳再清, 丛书全.  基于导热反问题的复合材料内壁不规则缺陷Ansys二次开发红外诊断识别 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1204002-1204002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1204002
    [9] 李东升, 周旭昌, 王博, 木迎春.  中/长波切换工作模式的双色量子阱红外焦平面研制 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1681-1685.
    [10] 马天磊, 史泽林, 尹健, 徐保树, 刘云鹏.  基于辐射累积和空间反演的空中弱目标检测算法 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3500-3506.
    [11] 李相贤, 罗桂山, 徐亮, 高闽光, 童晶晶, 魏秀丽, 刘娜.  Δ13CO2值傅里叶变换红外光谱检测标准尺度校准方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 2959-2964.
    [12] 王文博, 王英瑞.  红外双波段点目标双色比分析与处理 . 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2347-2350.
    [13] 李相贤, 王振, 徐亮, 高闽光, 童晶晶, 冯明春, 刘建国.  温室气体及碳同位素比值傅里叶变换红外光谱分析的温度依赖关系研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1178-1185.
    [14] 赵安新, 汤晓君, 宋娅, 张钟华, 刘君华.  光谱分析中Elastic Net 变量选择与降维方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1977-1981.
    [15] 徐振淞, 史铁林, 陆向宁, 宿磊, 廖广兰.  基于小波分析的倒装芯片主动红外缺陷检测 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3233-3237.
    [16] 母一宁, 李平, 王贺.  单光栅与双光栅衍射角度检测对比分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1616-1620.
    [17] 黄浩, 陶华敏, 陈尚锋.  基于混合融合策略的双波段红外小目标检测方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2827-2831.
    [18] 杨卫, 赵迪, 刘前进.  针对运动目标感知的动静态双坐标探测系统 . 红外与激光工程, 2014, 43(1): 279-283.
    [19] 程巳阳, 高闽光, 徐亮, 冯明春, 张天舒, 刘建国, 刘文清.  高温气体浓度光谱分析中的温度修正方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(2): 413-417.
    [20] 吕事桂, 杨立, 范春利, 王为清.  采用混沌-LM混合解法的材料缺陷单面红外检测定量辨识 . 红外与激光工程, 2013, 42(2): 317-323.
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-09-13
  • 修回日期:  2012-10-20
  • 刊出日期:  2013-05-25

高阶累积量在红外热像损伤检测信号分析中的应用

  • 1. 龙源电力集团股份有限公司,北京 100034;
  • 3. 北京航空航天大学 自动化科学与电气工程学院,北京 100191
    • 作者简介:

    马说邯（1982- ），男，博士，主要从事红外热像检测及信号处理方面的研究。Email：mashuohan@gmail.com

  • 收稿日期: 2012-09-13
  • 修回日期: 2012-10-20
  • 刊出日期: 2013-05-25
基金项目:

国家自然科学基金（60576181;60879014）

  • 中图分类号: TN21

摘要: 针对常规红外检测信号的脉冲相位法没有考虑测量噪音，简单的Fourier变换对数据信息的挖掘不足、利用率不高的问题，提出在处理中引入非高斯特性分析，应用三阶累积量和双谱估计对信号进行分析，提取发生损伤时信号的特性信息，得到分辨完好区域与损伤区域的特征判据。给出信号分析中三阶累积量和双谱的定义，分析其幅值和相位的对角切片谱在提取损伤特征方面的优势，最后对比分析两者在实际检测中的效果。结果表明：利用该方法具有良好的抗高斯和非高斯对称分布型噪音的优点，且运算量小、计算速度快。同时，弥补了传统脉冲相位法中幅值谱不宜使用的缺点。

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