超声衍射时差(TOFD)技术,具有检测精度高,可靠性强,错误率低,尤其是具有准确定位识别缺陷尺寸的特点,适合于中等厚度焊缝的无损检测,尤其对危险性较大的裂纹以及面状缺陷裂纹的定量测量相当有效。因此,在无损焊缝缺陷中得到广泛应用和发展。本论文主要进行了基于超声TOFD的焊缝检测工艺和图像处理方法的研究。论文首先详细介绍了TOFD技术原理、图像显示原理和系统参数设置等,根据实验需要设计并制作了一套TOFD检测设备,获取了一系列不同增益下的TOFD图像。然后以这些图像为原始数据,对图像进行配准处理。论文详细介绍了图像配准方法,根据实际情况需要研究了shift-and-add(SAA)降噪方法,这种方法可以有效减少在焊缝检测中TOFD图像的噪声。SAA法是由Bates和Cady在基于恒星光斑干涉法重构衍射限制图像时提出的,对提高天文图像的分辨率水平有明显效果。而后,进一步改善配准算法,采用了亚像素配准算法,使得配准精确度达到亚像素级别。然后,分析了在不同增益图像下对TOFD图像的影响,以及将配准算法交叉应用其中,并详细分析了此算法的结果。同时,通过实验验证了各种算法在超声TOFD的D扫图像中的降噪处理能力。另外,论文详细介绍了SIFT算法的特点及实现过程,并将SIFT算法运用于TOFD图像配准中,得到在TOFD图像的特征点描述和特征点匹配等信息,为后续需要对TOFD图像做更精确的图像配准提供了初步算法及条件。