基于貝葉斯估計(jì)的金屬斷口表面白光干涉檢測(cè)信號(hào)去噪研究.pdf

1、由于工程零件斷口表面的特征信息對(duì)于研究斷裂的形成機(jī)理以及擴(kuò)展過(guò)程具有相當(dāng)重要的價(jià)值,因此斷口微觀形貌的定量分析越來(lái)越受到人們的重視。采用掃描電鏡來(lái)獲取斷口表面微觀形貌是一種較常用的方法,但獲取的二維圖像數(shù)據(jù)缺少縱向表面高度信息。近年來(lái),針對(duì)斷口表面形貌極其復(fù)雜的三維特征,人們已著重轉(zhuǎn)向采用三維方式來(lái)探討和獲取斷口表面的微觀形貌,在表面三維微觀形貌的眾多測(cè)量方法中,我們所采用的掃描白光干涉法具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、檢測(cè)速度快、精度達(dá)納米

2、級(jí)別等技術(shù)特點(diǎn)。
　　但在許多具體的實(shí)際測(cè)量過(guò)程中,由于受到環(huán)境、實(shí)驗(yàn)設(shè)備等因素的干擾,實(shí)驗(yàn)中所采集到的白光干涉信號(hào)中含有大量的噪聲,極大地影響了信號(hào)的測(cè)量精度。因而,白光干涉信號(hào)前期的去噪處理工作顯得尤為重要,對(duì)白光干涉信號(hào)進(jìn)行去噪處理不僅能夠剔除信號(hào)中的噪聲,而且還能突出有用信號(hào)的特征,從而為后續(xù)的斷口表面三維微觀形貌的重建打好基礎(chǔ)。
　　考慮到金屬斷口表面形貌具有極其復(fù)雜的特點(diǎn),本文首先采用掃描白光干涉法對(duì)30CrMn

3、SiA合金樣品斷口表面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢測(cè),從而得到待測(cè)面的白光干涉圖序列,然后通過(guò)MATLAB編程對(duì)采集到的白光干涉圖序列進(jìn)行處理,進(jìn)而檢測(cè)出金屬斷口表面單像素點(diǎn)的白光干涉檢測(cè)信號(hào)。其次,針對(duì)白光干涉檢測(cè)信號(hào)的強(qiáng)噪聲特性,本文首次提出一種基于貝葉斯估計(jì)的信號(hào)去噪方法,應(yīng)用于合金斷口表面的白光干涉檢測(cè)信號(hào)的去噪處理,并且與常用的幾種信號(hào)處理方法(中值濾波、均值濾波法、傅里葉變換、小波變換)的去噪效果進(jìn)行了對(duì)比。最后利用基于貝葉斯估計(jì)的信號(hào)去噪算

4、法對(duì)30CrMnSiA合金斷口的白光干涉系列圖像進(jìn)行表面三維微觀形貌重建,并采用二維剖面圖法以及功率譜密度法與原始表面形貌數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析與比較。
　　根據(jù)信號(hào)去噪性能指標(biāo)(均方誤差、峰值信噪比)以及信號(hào)的頻譜分布這兩種去噪評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,基于貝葉斯估計(jì)的去噪方法不僅提高了去噪后白光干涉檢測(cè)信號(hào)的去噪性能,而且大幅度地保留了信號(hào)的細(xì)節(jié)信息和邊緣信息,并有效地改善了白光干涉檢測(cè)信號(hào)嚴(yán)重退化及畸變的問(wèn)題,是一種實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、效果較好