چکیدهدر این پروژه روشی جدید برای طراحی موجک بهینه با معیار « بهترین تقریبا غیر خطی سیگنال » ارائه شده است. عملکرد این روش بر روی سیگنال های استاندارد بررسی شده و سپس به عنوان یک نمونه کاربرد عملی، از این روش برای نویززدایی از سیگنال اکوی فراصوت که کاربرد وسیعی در آزمون غیر مخرب دارد استفاده می گردد. بهبود عملکرد موجک طراحی شده نسبت به موجک استاندارد از سه جهت مورد بررسی قرار گرفته است. موجک طراحی شده قابلیت بهبود کیفیت ( نسبت سیگنال به نویز SNR ) بیشتری نسبت به موجک های استاندارد دارد که این قابلیت از اهمیت زیادی در بهبود کیفیت سیگنالهای بدست آمده در آزمونهای فراصوت برخوردار است، چرا که بهبود سیگنال منجر به دقت بیشتر در تشخیص نقص خواهد شد. ضمناً این قابلیت باعث میشود که بتوان از آن به عنوان پیش پردازشگر تخمین تأخیر استفاده کرد و دقت تخمین تأخیر را بهبود بخشید. علاوه بر این موجک بهینه می تواند مشخصه های سیگنال که در اثر وجود نقص در ماده مورد بررسی به وجود می آیند را به خوبی آشکار سازد. این مشخصه ها را می توان برای تقسیم بندی نوع آسیب به یک شبکه عصبی اعمال نمود. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد موجک طراحی شده به روش پیشنهادی عملکردی تا ۱/۵ dB بهتر از موجک های استاندارد در نویززدایی از سیگنالهای استاندارد مورد بررسی دارد. علاوه بر این نتایج آزمایش بر روی داده های اندازه گیری شده نمایانگر بهبودی در حد ۱dB نسبت به موجک استاندارد است. همچنین نتیجه بررسیها بر روی داده های حاصل از آزمایش نشان می دهد که موجک طراحی شده قابلیت بالایی در برجسته تر نمودن مشخصه های نقص در سیگنال داشته و عملکردی بهتر از موجک های استاندارد دارد.فهرست مطالبمقدمهفصل اول: آزمون غير مخرب1-1 مقدمه1-2 اهداف آزمون غير مخرب1-2-1 اطمينان از صحت و قابليت اطمينان محصول1-2-2 جلوگيري از بروز حادثه1-2-3 كمك در فرآيند طراحي1-2-4 كنترل فرآيند توليد1-2-5 كاهش هزينه توليد1-3 دسته بندي روشهاي تست غير مخرب1-4 پردازش سيگنال در آزمون غير مخرب1-4-1 كاربرد موجك در آزمون غير مخرب1-5 نتيجه گيريفصل دوم: نويززدایی2-1 مقدمه2-2 تقريب غير خطي در پايه ها2-3 شبكه وفقی موجك براي فضاي Besov2-4 تخمين غير خطي در پايه ها2-4-1 روش تضعيف ضرايب ايده آل2-4-2 روش انتخاب ضرايب ايده آل2-4-3 تخمين گر آستانه ای2-5 آستانه گيری با موجک2-5-1 خاصيت همواركنندگی وقفی ( Adaptive Smoothing )2-5-2 آستانه گيری مستقل از جابجایی2-5-3 تخمين واريانس نويز2-6 تخمين غير خطی در پايه ها در حضور نويز رنگی2-6-1 انتخاب ضرايب ايده آل در حضور نويز رنگی2-6-2 تخمين با آستانه گيری در حضور نويز رنگی2-7 نتیجه گیریفصل سوم: تخمين تأخير كلاسیک3-1 مقدمه3-2 تفسير پردازش گرها3-2-1 پردازش گر راث3-2-2 تبديل همدوسی هموار شده ( SCOT )3-2-3 تبديل فاز ( PHAT )3-2-4 فيلتر Eckart3-3 نتیجه گیریفصل چهارم: موجک تطبيق يافته در حوزه فركانس4-1 مقدمه4-2 آشكارسازی سيگنال4-3 خواص یک موجک براي داشتن تفکیک چندگانه4-3-1 به دست آوردن تابع مقياس از يك موجک4-3-2 خواص طيف دامنه موجک4-4 تطبيق موجک4-4-1 تطبيق دامنه4-5 طراحي موجک بهينه برای اكوی فراصوت4-6 نتيجه گيریفصل پنجم: الگوريتم طراحي موجک بهينه5-1 مقدمه5-2 موجك بهينه5-3 معيار موجك بهينه5-4 پارامتري سازي ضرايب فيلتر5-5 حداقل سازي معيار فيلتر بهينه5-5-1 الگوريتم حداقل سازیفصل ششم: نتايج شبيه سازی و آزمايش6-1 مقدمه6-2 عملكرد فيلتر بهينه براي سيگنالهاي شبيه سازي شده6-2-1 نويززدايي6-2-2 نتايج شبيه سازي براي سيگنالهاي استاندارد6-2-3 نتايج شبيه سازي براي نويززدايي از سيگنالهاي شبيه سازي شده فراصوت6-2-4 نتايج شبيه سازي براي تخمين تأخير سيگنال اكوي شبيه سازي شده6-3 نتایج عملی6-3-1 طراحي موجك بهينه براي آزمايش6-3-2 نويززدايي6-3-3 آزمايش بر روي نمونه چشم گاو6-4 نتيجه گيريفصل هفتم: نتيجه گيري و پيشنهادپيوست الف: تبديل موجك و تفكيك چندگانه1-الف تحليل تفكيك چندگانه يكه متعامد2-الف تبديل موجك پيوستهمراجع
چکیدهدر این پروژه روشی جدید برای طراحی موجک بهینه با معیار « بهترین تقریبا غیر خطی سیگنال » ارائه شده است. عملکرد این روش بر روی سیگنال های استاندارد بررسی شده و سپس به عنوان یک نمونه کاربرد عملی، از این روش برای نویززدایی از سیگنال اکوی فراصوت که کاربرد وسیعی در آزمون غیر مخرب دارد استفاده می گردد. بهبود عملکرد موجک طراحی شده نسبت به موجک استاندارد از سه جهت مورد بررسی قرار گرفته است. موجک طراحی شده قابلیت بهبود کیفیت ( نسبت سیگنال به نویز SNR ) بیشتری نسبت به موجک های استاندارد دارد که این قابلیت از اهمیت زیادی در بهبود کیفیت سیگنالهای بدست آمده در آزمونهای فراصوت برخوردار است، چرا که بهبود سیگنال منجر به دقت بیشتر در تشخیص نقص خواهد شد. ضمناً این قابلیت باعث میشود که بتوان از آن به عنوان پیش پردازشگر تخمین تأخیر استفاده کرد و دقت تخمین تأخیر را بهبود بخشید. علاوه بر این موجک بهینه می تواند مشخصه های سیگنال که در اثر وجود نقص در ماده مورد بررسی به وجود می آیند را به خوبی آشکار سازد. این مشخصه ها را می توان برای تقسیم بندی نوع آسیب به یک شبکه عصبی اعمال نمود. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد موجک طراحی شده به روش پیشنهادی عملکردی تا ۱/۵ dB بهتر از موجک های استاندارد در نویززدایی از سیگنالهای استاندارد مورد بررسی دارد. علاوه بر این نتایج آزمایش بر روی داده های اندازه گیری شده نمایانگر بهبودی در حد ۱dB نسبت به موجک استاندارد است. همچنین نتیجه بررسیها بر روی داده های حاصل از آزمایش نشان می دهد که موجک طراحی شده قابلیت بالایی در برجسته تر نمودن مشخصه های نقص در سیگنال داشته و عملکردی بهتر از موجک های استاندارد دارد.فهرست مطالبمقدمهفصل اول: آزمون غير مخرب1-1 مقدمه1-2 اهداف آزمون غير مخرب1-2-1 اطمينان از صحت و قابليت اطمينان محصول1-2-2 جلوگيري از بروز حادثه1-2-3 كمك در فرآيند طراحي1-2-4 كنترل فرآيند توليد1-2-5 كاهش هزينه توليد1-3 دسته بندي روشهاي تست غير مخرب1-4 پردازش سيگنال در آزمون غير مخرب1-4-1 كاربرد موجك در آزمون غير مخرب1-5 نتيجه گيريفصل دوم: نويززدایی2-1 مقدمه2-2 تقريب غير خطي در پايه ها2-3 شبكه وفقی موجك براي فضاي Besov2-4 تخمين غير خطي در پايه ها2-4-1 روش تضعيف ضرايب ايده آل2-4-2 روش انتخاب ضرايب ايده آل2-4-3 تخمين گر آستانه ای2-5 آستانه گيری با موجک2-5-1 خاصيت همواركنندگی وقفی ( Adaptive Smoothing )2-5-2 آستانه گيری مستقل از جابجایی2-5-3 تخمين واريانس نويز2-6 تخمين غير خطی در پايه ها در حضور نويز رنگی2-6-1 انتخاب ضرايب ايده آل در حضور نويز رنگی2-6-2 تخمين با آستانه گيری در حضور نويز رنگی2-7 نتیجه گیریفصل سوم: تخمين تأخير كلاسیک3-1 مقدمه3-2 تفسير پردازش گرها3-2-1 پردازش گر راث3-2-2 تبديل همدوسی هموار شده ( SCOT )3-2-3 تبديل فاز ( PHAT )3-2-4 فيلتر Eckart3-3 نتیجه گیریفصل چهارم: موجک تطبيق يافته در حوزه فركانس4-1 مقدمه4-2 آشكارسازی سيگنال4-3 خواص یک موجک براي داشتن تفکیک چندگانه4-3-1 به دست آوردن تابع مقياس از يك موجک4-3-2 خواص طيف دامنه موجک4-4 تطبيق موجک4-4-1 تطبيق دامنه4-5 طراحي موجک بهينه برای اكوی فراصوت4-6 نتيجه گيریفصل پنجم: الگوريتم طراحي موجک بهينه5-1 مقدمه5-2 موجك بهينه5-3 معيار موجك بهينه5-4 پارامتري سازي ضرايب فيلتر5-5 حداقل سازي معيار فيلتر بهينه5-5-1 الگوريتم حداقل سازیفصل ششم: نتايج شبيه سازی و آزمايش6-1 مقدمه6-2 عملكرد فيلتر بهينه براي سيگنالهاي شبيه سازي شده6-2-1 نويززدايي6-2-2 نتايج شبيه سازي براي سيگنالهاي استاندارد6-2-3 نتايج شبيه سازي براي نويززدايي از سيگنالهاي شبيه سازي شده فراصوت6-2-4 نتايج شبيه سازي براي تخمين تأخير سيگنال اكوي شبيه سازي شده6-3 نتایج عملی6-3-1 طراحي موجك بهينه براي آزمايش6-3-2 نويززدايي6-3-3 آزمايش بر روي نمونه چشم گاو6-4 نتيجه گيريفصل هفتم: نتيجه گيري و پيشنهادپيوست الف: تبديل موجك و تفكيك چندگانه1-الف تحليل تفكيك چندگانه يكه متعامد2-الف تبديل موجك پيوستهمراجع