宋国荣， 窦致夏， 吕 炎， 马书旺， 文 硕， 张斌鹏， 何存富

(1.北京工业大学机械工程与应用电子技术学院， 北京 100124；2.有研工程技术研究院有限公司， 北京 101407)

超声C扫描(ultrasonic C-scan)是超声波无损检测中的一种常见方法[1]. 在超声C扫描中，通常所采集到的时域回波信号会受到外界因素的干扰，如材料的散射噪声、计算机及数据采集卡等高频数字电路产生的高频干扰、电机和扫描架的振动、传输线的品质等[2]. 这些外界因素均会影响时域回波信号的质量，造成信噪比降低、回波难以分辨等诸多问题，进而使成像特征值的选取变得更加困难，降低C扫描图像的质量.

提高C扫描成像质量的传统方法大多是对C扫描图像进行处理，如使用邻域平均、设置阈值等方法[3]. 而更本质的方法是运用频域等信号处理方法，提高信号的信噪比和时间方向的辨识度，通过获取准确的成像特征值，提高C扫描图像质量. 超声波信号为时域信号，可以直接观测到信号的形状，但是，不能用有限的参数(如点数、幅值、时长等)对信号进行准确地描述及有效地分析处理. 通过快速傅里叶变换，获得时域信号的频谱，可以更加精确地剖析信号的有效组分及噪声组分，再利用频域处理方法，抑制噪声组分，达到提升时域信号质量的效果. 同时，为满足实际工程应用中对超声C扫描检测的高速性要求，寻求一种快速有效的信号处理方法也显得尤为必要.

小波分析和基于自回归模型(auto-regressive model，AR模型)的频谱外推法均是基于信号频谱分析的信号处理方法. 其中小波分析可以在一定程度上消除噪声，提升信号质量[2,4-7]，但是，对于数量庞大的C扫描时域信号，小波分析由于其复杂的计算过程而十分耗时，难以满足要求；……