一种在光反馈光腔衰荡技术中筛选衰荡信号的方法

摘要

本发明提供一种在光反馈光腔衰荡技术中筛选衰荡信号的方法，其特征在于由预采集的光腔衰荡系统的衰荡信号计算系统噪声的平均值和标准差，记录噪声样本，计算噪声对特定衰荡时间常数提取方法的提取精度的影响，利用数据查找算法求得该提取方法达到预定提取精度所需要的信号幅值条件。根据信号幅值条件筛选衰荡信号。本方法基于信号噪声统计特性获得对应于特定衰荡时间常数提取方法的最优噪声阈值条件，综合考虑了测量精度和速度的相互制约关系，保证测量精度的同时提高了测量速度。

主权项

一种在光反馈光腔衰荡技术中筛选衰荡信号的方法，其特征在于实现步骤如下：步骤(1)、初始化本方法需要的参数，包括：预定数据提取精度δ，衰荡信号预采样数Npre，衰荡信号总采样数Num，确定拟采用的衰荡时间常数提取方法；步骤(2)、预采集Npre个光腔衰荡信号，计算光腔衰荡时间常数参考值τ、系统噪声平均值μ和标准差σ，记录噪声样本noise；具体计算过程为：衰荡信号按照单指数衰减函数模型y＝Aexp(‑t/τ₀)+B提取衰荡时间常数τ₀，其中A、B为常数，t为自变量，取Npre个衰荡时间常数τ₀的均值记为系统衰荡时间常数参考值τ，衰荡时间常数的提取采用数据拟合算法、积分方法或者快速傅立叶变换法；记录的噪声样本noise是预先采集的系统噪声，如果衰荡时间常数的提取采用的是数据拟合算法，noise或者确定为其中一个信号的拟合残差，由noise计算噪声均值μ和噪声标准差σ；步骤(3)、根据光腔衰荡时间参考值τ以及噪声样本noise，计算在当前噪声条件下使用拟采用的提取方法达到预定提取精度δ所需要的最小信号幅值A_min，计算的方法为顺序查找方法或折半查找方法；步骤(4)、根据最小信号幅值A_min确定高斯滤波幅值阈值A_guass，A_guass在A_min的基础上适当地增加；步骤(5)、筛选衰荡信号，对于腔衰荡信号初始值S₀满足最小信号幅值条件但不满足高斯滤波幅值阈值的衰荡信号，其中A_min<S₀≤A_guass，预先进行平滑处理后保留，平滑处理方式采用空间高斯滤波；对于腔衰荡信号初始值满足高斯滤波幅值阈值的衰荡信号直接保留，其中，S₀>A_guass；步骤(6)、使用拟采用的衰荡时间常数提取方法提取衰荡时间测量值τ(n)，n为符合阈值条件的腔衰荡信号的数目，Num个腔衰荡时间测量值的平均值记为测量结果，标准差记为测量结果的误差范围。