[發明專利]一種激光成像去噪方法及裝置

在審

• 申請號: 201910168091.2
• 申請日: 2019-03-06
• 公開（公告）號: CN110031820A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 程志遠;李治國;單秋莎;閆佩佩;崔凱林
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01S7/487
• 分類號: G01S7/487;G01S17/89
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 董娜

1.一種激光成像去噪方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)激光回波信號接收并去加性噪聲

采用雙探測器接收采集激光回波信號，雙探測器輸出信號通過互相關處理后，得到去除加性噪聲的激光回波信號S(t)；

2)對激光回波信號進行解調

激光回波信號S(t)通過離散采樣簡化處理后，可得到激光回波解調信號P_ij；

3)同態濾波抑制激光乘性散斑噪聲

激光回波解調信號P_ij經同態濾波理論方法去除乘性散斑噪聲；

4)大氣湍流隨機相位擾動抑制

去除乘性散斑噪聲的回波解調信號經相位閉合去除湍流隨機相位擾動；

5)重建成像

經相位閉合處理后的回波解調信號經頻譜重建和逆傅里葉重建，得到濾除激光散斑噪聲的圖像信號。

2.根據權利要求1所述的激光成像去噪方法，其特征在于，步驟1)具體為：

1.1)采用雙探測器接受激光回波信號，雙探測器分別第一探測器和第二探測器，接收到的激光回波信號分別用以下函數表示：

x1(t)＝s1(t)+n1(t)

x2(t)＝s2(t)+n2(t)

式中：x1(t)、x2(t)分別代表第一探測器和第二探測器的輸出信號；s1(t)、s2(t)分別代表第一探測器和第二探測器輸出信號不受噪聲干擾的激光回波信號；n1(t)、n2(t)分別代表第一探測器和第二探測器輸出信號中混雜的加性噪聲；

1.2)對雙探測器接收到的回波信號進行互相關處理，

該互相關函數表示為：

R_x1x2(t)＝x1(t)x2(t-m)＝[s1(t)+n1(t)][s2(t-m)+n2(t-m)]

＝s1(t)s2(t-m)+s1(t)n2(t-m)+n1(t)s2(t-m)+n1(t)n2(t-m)

＝R_s1s2+R_s1n2+R_n1s2+R_n1n2

其中，m表示信號時延；

1.3)得到去除加性噪聲的激光回波信號S(t)；

因兩個探測器輸出的隨機噪聲互不相關，故R_n1n2＝n1(t)n2(t-m)＝0；

因信號與噪聲間的相關性很小，故R_n1s2＝n1(t)s2(t-m)＝0，R_s1n2＝s1(t)n2(t-m)＝0；

因此得到R_x1x2(t)＝R_s1s2＝s1(t)s2(t-m)，從而消除了加性噪聲的影響，得到消除加性噪聲影響的激光回波信號S(t)。

3.根據權利要求1所述的激光成像去噪方法，其特征在于，步驟2)中，激光回波解調信號P_ij通過如下公式得到：

設采樣周期為T、采樣點數為N，信號頻差Δω_ij，當滿足NΔω_ijT＝2nπ時，激光回波信號離散采樣簡化處理后，可得到激光回波解調信號P_ij：

其中，M(kT)為一個采樣周期內離散采樣數據；O_ij為頻譜分量，光束i和光束j光強振幅分別為A_i和A_j，k為激光回波信號離散采樣點序號，N為大于等于1的整數。

4.根據權利要求3所述的激光成像去噪方法，其特征在于：步驟3)具體為：

3.1)激光回波解調信號P_ij先取對數log，把激光回波解調信號P_ij中的乘性散斑噪聲轉化為加性噪聲；

3.2)高通濾波器抑制去除步驟3.1)中已轉化為加性噪聲的乘性散斑噪聲；

3.3)濾除散斑噪聲的激光回波解調信號進行指數運算，得到濾除散斑噪聲后的回波解調信號。