激光激发的声表面波为材料表面缺陷的检测提供了有力的工具.针对含缺陷材料在模型边界上的复杂性,建立了基于平面应变的有限元模型并选取了相同厚度但含有不同深度的表面裂痕的单层铝板进行了对比计算,得到了声表面波经过不同深度的表面裂痕时产生的反射及透射信号波形的时域特征.进而引入了基于Wigner-Ville分布理论的时-频分析方法计算裂痕前、后散射的瞬态表面波的能量在时间-频率平面内分布的情形.结果显示：声表面波接近中心频率的某一频率成分在经过深度小于其中心波长的表面缺陷时,随着裂痕深度的增加,对应于该频率的反射系数呈现单调递增的趋势;而透射系数呈现递减的特征,这一结果可以为激光超声检测表面缺陷提供一种定量的表征手段.

根据超声无损检测中缺陷和噪声反射回波的瞬时频率的差别，提出利用超声信号瞬时频率在一移动窗内熵的信息，估计缺陷的时频位置。瞬时频率熵方法使得用Wigner—Ville分布表示超声信号时，既能利用Wigner—Ville分布的重要性质，又能实现缺陷的准确定位。对仿真数据和实际探伤数据的实验结果分析表明，瞬时频率熵方法不仅能够识别单个缺陷，也能有效地检测多个缺陷。

结合多传感器时频分布(multisensor time-frequency distributions,MTFD)和盲源分离(blindsource separation,BSS)的特点,提出一种针对机械复合故障信号的欠定盲源分离方法。首先利用Wigner-Ville分布将观测信号转化为MTFD矩阵;然后对该矩阵进行白化处理和噪声阈值处理,并对其自动项进行选择,对其特征向量进行集群处理,从而得到源信号TFD的估计;最后对源信号进行重建,得到源信号的估计。仿真及试验结果表明,本文所提出的方法在处理非平稳复合信号的欠定盲源分离方面具有很好的效果。