基于小波变换的海底管线漏磁检测数据的压缩与处理的研究

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1、上海交通大学硕士学位论文基于小波变换的海底管线漏磁检测数据的压缩与处理的研究姓名：李琼申请学位级别：硕士专业：测试计量技术及仪器指导教师：阙沛文2003.1.1上海交通大学硕士学位论文基于小波变换的海底管线漏磁检测数据的压缩与处理的研究摘要研制开发一套海底检测装置，定期对海底管线进行检测，及早发现管线缺陷，以便及时修复，确保管线安全运行，对我国海洋油气开发有着重大的现实意义。本文主要针对在线检测装置，它为初次检测时采用，由油压差驱动，一般情况下，行进里程超过20公里，采集到的数据量十分惊人，要实现这样大的数j-．，、据量的存储是十分困难的。智能鼾贮容量的有限性与巨大的管道

2、探测数据量间＼。。7的矛盾十分突出，成为数据采集系统实现过程中的一个难点。／小波分析是80年代后期发展起来的应用数学分支。二十多年来，在国内外I学著的不懈努力下，小波理论得到了迅速的发展，在诸如信号检测、特征提取、数据压缩等方面都有应用研究报道。特别在数据压缩领域，小波分析应用的潜力已经得到确认。卜-／／本文的研究工作主要分以下两个方面的内容：其一是对基于漏磁检测信号特征的小波压缩算法进行研究，其二是对检测装置采集的数据进行预处理、自适应滤波、基于小波分析的信号压缩及图像还原和识别的工程应用工作，做了初步的研究，以完成对海底管道的腐蚀情况的精密测量。r／为达到数据压缩的目

3、的，“去高频”是变换方法的基础，通过一组小波变换，t将廪始数据变为相关性较小的一组系数，再对系数进行合理舍弃以达到压缩。StcphaneGMallat对此阐述了信号的多分辨率分析的原理，本文研究了基于多分辨率分析的一维信号的分解与重构，指出重构的结果和原图有一定差别，并提出了解决方法在于将原始信号的两侧各加上一层空白边界，边界的初始值可以任意指定。实际进行小波变换的时候，不是对原始信号进行变换，丽是对两侧加了空白边界的原始信号进行变换。这样做的好处是，在进行多层分解之后，边缘效应只发生在空白边界里面，而重构之后，空白边界内的重构值与原来发生了变圭塑銮望叁堂堕主兰垡笙奎一化

4、，但是原始信号区间内的信号却得到了保持。漏磁缺陷检测信号的处理首先用该改进方法进行处理。进一步根据漏磁缺陷信号的特征，小波分解的第一层主要包含噪声信号，可剔除，五层以上的信号是缓慢变化的，对真实缺陷信号关联性不大，也将剔除。而对于第二、三、四层的高频系数，采取史坦(Stein)的无偏似然估计(UnbiasedRiskEstimation)原理fsuREl进行自适应阀值处理，从而达到了较高的数据压缩比，为了进一步达到更高的数据压缩率，采用连续零值压缩方法。可以使数据压缩比率达到20：1。自适应理沦是现代信号处理中强有力的工具。将自适应理论和传统的小波变换相结合，本文提出了基

5、于自适应“去噪”和小波变换的信号处理方法，并详细地阐明了该方法的实现流程。数据从离线检测装置中提取出来后，在进行数据重构后，得到有用的原始分析信号，在此基础上，本文进一步提出了缺陷图像重建的算法，以及神经网络实现缺陷三维尺寸特征提取的基本思想，以达到工程中对缺陷的精密检测，本文只是提出了初步研究思想，有待于进一步的研究和探讨。．卜’／“一关键词：小波变换，数据压缩，自适应算法，信号处理，图像重构，神经网络。——∥，，—一————一—_—’7一，～一⋯11圭墨奎望叁堂堡主兰堡丝塞一——ResearchonWaveletMultiresolutionAnalysisBased

6、MFLSignalCompressionABSTRACTCurrentlyitiswithgreatpracticaleffecttoresearchanddevelopasetofseabedoilpipelinesinspectionequipmentfortheoilindustryinoRrcountry．Tocarryonroutineinspectionofseabedpipelinestofindoutthedefectsofthepipelinesasearlyaspossibleisveryimportanttoassnrethesafeoilconve

7、yance．ThisdissertationmainlyfoucusontheonlineinspectionequipmenLwhichisusedintheprimaryinspectionanddrovebytheoildifference．Generallythemileageisover20kilometers，andthevolumeofacquireddataisenormous．Itisverydifficulttostoresuchalargevolumeofdataintheequipment．Thecon