[發明專利]一種從波形圖中計算信噪比并檢查噪聲強度的方法及裝置

在審

• 申請號: 202010783890.3
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN112131930A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 劉慶元
• 申請（專利權）人: 蘇州浪潮智能科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11638
• 代理人: 王新愛

本發明公開了一種從波形圖中計算信噪比并檢查噪聲強度的方法及裝置，通過調用Python的圖像處理模塊，將示波器得到的信號原始波形進行去噪處理，并計算出已測信號的信噪比；其步驟包括：信號的去噪，以示波器得到的整幅的信號波形圖中圖像塊為單位在圖像中尋找相似區域，再對這些區域求平均后去掉圖像中存在的噪聲；信噪比處理，用去噪后信號波形圖與示波器得到的原始信號波形圖比較，可以計算出信噪比，從而判斷噪聲對信號的影響；信號批量處理，對信號波形圖中其他信號進行上述兩步處理得到不同的PSNR結果，基于多個PSNR結果得出一個信噪比的平均范圍。本設計方法可以將示波器中得到的原始信號波形進行去噪處理，再與原信號作對比，計算出信噪比，從而判斷出噪聲強度。

技術領域

本發明涉及跨平臺的計算機程序設計語言領域，尤其涉及一種從波形圖中計算信噪比并檢查噪聲強度的方法及裝置。

背景技術

Python是一種跨平臺的計算機程序設計語言，是一個高層次的結合了解釋性、編譯性、互動性和面向對象的腳本語言，可以完成各種高級任務，發展到現在已經成為被大量用戶所歡迎，應用領域范圍也很廣的計算機程序設計語言。在工程領域中，對于硬件工程師來說，HW測試是必不可少的，在能看到具體信號波形的同時，又能間接測出板卡的性能。通常，HW測試用到的示波器可以顯示出信號波形，高低電平的數值，最大最小值，還有時間周期等參數。可是有些信號會受到噪聲的影響，噪聲是指在原信號中不存在的無規則的額外信號或信息，并是隨機信號不隨原型號變化而變化。在信號的傳輸過程中，減少信號產生的損耗和畸變，保證信號的有效成分盡量多，噪聲部分盡量少。

目前，大多數信噪檢測時通過示波器依次對測試用例中的待測信號進行測試，得到波形圖，利用最大最小值等相關參數，如果這些參數在spec規格書所給的范圍內或在允許的誤差之中，則測試通過。反之，需要重新測試或在下一版中改原理圖線路等方式進行信號調試debug。雖然該方法能夠在一定程度上檢測出信噪，但是其也具有與明顯的弊端：

1.通過測試的波形可能會受到噪聲信號的干擾，而在測試過程中噪聲信號不會作為測試不通過的指標，但會影響到信號的質量以及板卡的性能。

2.對于測試用例過多的情況，不能做到批量處理。

發明內容

本發明提供的一種技術方案是一種從波形圖中計算信噪比并檢查噪聲強度的方法，通過調用Python的圖像處理模塊，將示波器得到的信號原始波形圖進行去噪處理，計算出已測信號的信噪比。

因此，本方案一種從波形圖中計算信噪比并檢查噪聲強度的方法的關鍵技術點在于：

1、基于示波器的信號波形圖，通過調用Python工具的圖像處理模塊實現對信號的去噪效果。

2、基于去噪后的信號，通過調用Python工具的圖像處理功能模塊實現對原信號信噪比的計算。

3、基于大量的測試用例，通過Python工具的優點實現批量處理得到各信號相對應信噪比。

基于以上技術點，本方案一種從波形圖中計算信噪比并檢查噪聲強度的方法，具體步驟包括：

步驟1.信號的去噪

針對通過示波器得到的信號波形圖，對信號進行去噪處理。

具體的，通過示波器得到信號的波形圖，調用Python工具中的圖像處理模塊，也可以利用Matlab工具。

與常用的中值去噪和均值去噪利用圖像局部信息來濾波不同，本步驟中利用整幅圖像來進行去噪，調用Python工具以圖像塊為單位在圖像中尋找相似區域，再對這些區域求平均，能夠較好地去掉圖像中存在的高斯噪聲。

具體的，對于彩色圖像的信號波形圖，可以使用如下函數：