RAS PhysicsДефектоскопия Russian Journal of Nondestructive Testing

  • ISSN (Print) 0130-3082
  • ISSN (Online) 3034-4980

Cepstral Analysis of Ultrasonic Echoes Measured by an Antenna Array in Order to Obtain Super-Resolution Images of Reflectors

PII
S30344980S0130308225040015-1
DOI
10.7868/S3034498025040015
Publication type
Article
Status
Published
Authors
Volume/ Edition
Volume / Issue number 4
Pages
3-15
Abstract
The digital focusing aperture (DFA) method is widely used to image reflectors during ultrasonic inspection. The reliability of inspection is determined by the quality of the DFA image — resolution and signal-to-noise ratio. To achieve super-resolution of echo signals, which will lead to radial super-resolution of CFA-image of reflectors, various methods are used: maximum entropy method, Bernoulli—Gauss deconvolution, Lucy—Richardson deconvolution, methods of recognition with compression (CS), methods of construction of autoregressive models of signals, etc. To apply these methods, we need to know the impulse response of the ultrasonic inspection system. It can be measured, but you can use methods of “blind” deconvolution, which are used in image and signal processing. For example: the method of eliminating camera blur at its random displacement, maximum correlated kurtosis deconvolution (MCKD), cepstral analysis, etc. In this paper, a cepstral analysis method for super-resolution or for obtaining information about the impulse response of the system is considered to construct an AR spectrum model to obtain the radial super-resolution of CFA images. The performance of the proposed method is confirmed by model experiments.
Keywords
антенная решетка Full Matrix Capture (FMC) Total Focusing Method (TFM) цифровая фокусировка апертуры (ЦФА) AR-model слепая деконволюция кепстр
Date of publication
01.04.2025
Year of publication
2025
Number of purchasers
0
Views
81

References

  1. 1. Базулин А.Е., Базулин Е.Г. Деконволюция сложных эхосигналов методом максимальной энтропии в ультразвуковом неразрушающем контроле // Акуст. Журн. 2009. № 6. С. 772—783.
  2. 2. Kormylo J.J., Mendel J.M. Mazimum likelihood detection and estimation of Bernouilli-Gaussian processes // IEEE trans. on information theory. 1982. V. 28 (3). P. 482—488.
  3. 3. Брейкина К.В., Умняшкин С.В. Оценка качества изображения при компенсации смаза по методу Люси-Ричардсона // Изв. вузов. Электроника. 2020. T. 25. № 2. С. 167—174.
  4. 4. Граничин О.Н. Рандомизация измерений и l1-оптимизация // Стохастическая оптимизация в информатике. 2009. № 5. С. 3—23.
  5. 5. Базулин Е.Г. Применение метода распознавания со сжатием для достижения сверхразрешения эхосигналов // Дефектоскопия. 2022. № 5. С. 24—36.
  6. 6. Марпл-мл. С.Л. Цифровой спектральный анализ. М.: Мир, 1990. 584 с.
  7. 7. Box G.E., Jenkins G.M. Time serial analysis. Forecasting and control. San-Francisco: Holden-dey, 1970. 553 p.
  8. 8. Базулин Е.Г. Обработка TOFD-эхосигналов с целью достижения сверхразрешения // Дефектоскопия. 2021. № 5. С. 13—21.
  9. 9. Базулин Е.Г. Повышение отношения сигнал/шум при совместном использовании методов экстраполяции и расщепления спектра // Дефектоскопия. 2006. № 1. С. 68—78.
  10. 10. Fergus R., Singh B., Hertzmann A., Roweis S.T., Freeman W.T. Removing camera shake from a single photograph. ACM SIGGRAPH 2006 Papers on — SIGGRAPH ’06. DOI:10.1145/1179352.1141956
  11. 11. Wiggins R. A. Minimum entropy deconvolution // GeoExploration. 1978. V. 16. No. 1—2. P. 21—35.
  12. 12. McDonald G. L., Zhao Q. Multipoint optimal minimum entropy deconvolution and convolution fix: application to vibration fault detection // Mechanical Systems and Signal Processing. 2017. V. 82. P. 461—477.
  13. 13. Boget B.P., Healy M.J.R., Tukey J.W. The Quefrency Alanysis of Time Series for Echoes: Cepstrum, Pseudo-Autocovariance, Cross-cepstrum and Saphe Cracking / Proceedings of Symposium on Time Series Analysis by Rosenblatt. M., 1963. P. 209—243
  14. 14. Bharadwaj P., Demanet L., Fournier A. Focused Blind Deconvolution // IEEETransactions on Signal Processing. 2019. V. 67. No. 12. P. 3168—3180. DOI: http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.11028.81285
  15. 15. Научно-производственный центр «ЭХО+»: офиц. сайт URL: https://echoplus.ru/ (дата обращения: 11.09.2024).
  16. 16. Shristi Mishra, Deepika Sharma. A review on curvelets and its applications, In: Raju Pal and Praveen Kumar Shukla (eds) / SCRS Conference Proceedings on Intelligent Systems, SCRS, India, 2022. P. 213—220. https://doi.org/10.52458/978-93-91842-08-6-20
  17. 17. Базулин Е.Г. Применение технологии CF и DMAS для повышения качества изображения отражателей, восстановленного по эхосигналам, измеренным антенной решеткой // Дефектоскопия. 2024. № 12. С. 14—29.
QR
Translate

Indexing

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library