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在国防建设和经济发展过程中,管道运输起着重要的作用。为了保证安全运输,常通过覆盖防腐层的方法对埋地输送管道进行有效保护,然而防腐层所处的工作环境容易使其受到侵蚀。针对防腐层缺陷,采用外检测方法不仅会耗费大量资源,还会受到环境条件的限制。通过超声导波对集输管道进行缺陷内检测是目前管道防腐层缺陷最成熟的检测技术,且对超声导波缺陷回波信号进行识别、处理和分析是目前检测技术的热点。本文的研究目的是对管道防腐层缺陷进行分类并实现缺陷的等级量化。论文首先对管道防腐层缺陷的检测技术及其实际应用于工业中的情况进行介绍,并对于固体单层介质和双层介质及其交界面中超声导波的传播机理进行了分析。然后,通过接收探头获取非线性超声导波信号与管道防腐层缺陷作用后的回波信号,针对在实验中获取缺陷回波信号各环节受到的噪声影响,采用局域小波法获得去噪后的回波信号,对于不同类型的防腐层缺陷,其回波信号的峰度系数、偏度系数、离散系数、形状系数和小波包能量系数呈现不同的变化范围,提出一种基于主成分SVM的防腐层缺陷分类方法,同时引入动态扰动粒子群算法,获得SVM最优的惩罚系数C和RBF核函数g值。最后,提出基于核密度估计的互信息量化方法,通过计算防腐层缺陷特征向量互信息核密度之间的相似度,实现防腐层缺陷实现不同类型的管道防腐层缺陷等级量化。研究结果表明:基于主成分分析的SVM防腐层缺陷分类算法能够实现孔洞、裂纹和凹坑三类管道防腐层缺陷的有效分类,与传统SVM分类相比,准确率提高了12.9%,为管道防腐层缺陷检测提供了有效的缺陷分类方法。基于核密度估计的互信息分类方法能准确实现管道防腐层缺陷的等级量化,量化准确率达到87%以上。