为解决薄板焊缝超声TOFD检测中信号易出现混叠的问题,提出了一种基于小波匹配追踪的超声TOFD稀疏化成像方法。针对传统匹配追踪算法存在的原子库原子数量巨大,算法计算效率低等问题,首先利用小波变换对超声TOFD检测原始信号在频域内进行分解,然后根据单个子带的特性建立原子库,利用匹配追踪算法将子带信号与原子库中的原子进行优化匹配,实现了信号的稀疏化处理,解决了超声TOFD检测技术在薄板焊缝应用中的关键技术难点。