[发明专利]针对尖峰噪声的信号处理系统

说明书

本发明属于光学计量技术领域，具体涉及一种针对尖峰噪声的信号处理系统，其针对尖峰噪声和信号的特性差异，利用二者采样过程中变化速率的不同，使用了限定斜率的处理方式对二者进行有效区分，并结合工作经验给出了所述限定斜率的计算方法和取值范围；在使用本发明公布的尖峰噪声处理方法滤除尖峰噪声后，对结果进一步进行线性修正，提高了算法的可靠性和准确性。本发明解决了现有数据处理技术中尖峰噪声难以有效处理的问题，首次提出了以限定斜率为判据的滤波方法，并给出了限定斜率的计算原理、计算方法和合理范围，在一维数据、数字图象处理等领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于光学计量技术领域，具体涉及一种针对尖峰噪声的信号处理系统。

背景技术

在数据处理中，经常会遇到一类持续时间很短、相对强度很高的闪烁干扰，如果将带有上述闪烁干扰的信号用“幅值－时间”坐标系绘制出来，闪烁干扰经常表现为一个个孤立的又细又高的尖刺，我们称之为“尖峰噪声”。如果有效信号是二维图像中的一个目标，那么尖峰噪声就表现为该图像平面中的一个个闪烁的亮点。

尖峰噪声的产生，可能源于探测器的缺陷，可能源于周围环境或自身电路系统的电磁干扰，可能源于敌方释放的意图使我方丢失跟踪目标的短时强干扰，可能源于前续数据处理中由于未知的算法缺陷导致的异常值等等。由于尖峰噪声的成因比较复杂，因此无法从实验、工作环境或实验装置、电气设计等方面着手来实现完全避免，也就是说，尖峰噪声即便在没有明确干扰源的情况下也可能出现在最终的信号中。由于尖峰噪声的幅值很高，会对信号或数据处理产生较大影响。对于图像中存在闪烁干扰的情况，如果不能有效处理尖峰噪声，会导致丢失跟踪目标等严重后果。

惯用做法中，对尖峰噪声的处理，只是简单笼统地把偏离数据正常水平的值去掉，表述为“剔除异常值”，而没有明确的通用做法，对于最大幅值没有明显偏离数据正常水平的尖峰噪声和叠加在信号上的尖峰噪声可能被当作有效信号，进入最终的数据处理和计算，给最终结果带来误差。与普通白噪声、随机噪声的幅值在某一范围高低起伏不同，尖峰噪声的幅值均为正值，如果用现有专用算法处理存在缺陷，例如用高斯滤波等数据平滑的方式消除，则将尖峰噪声“平摊”到有效信号中；如果用中值滤波等处理方式则不能消除连续出现的尖峰噪声。

总之，对于尖峰噪声，目前没有一种普遍适用且有效的处理方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：针对现有数据处理方法的不足，如何提供一种针对尖峰噪声的信号处理系统。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种针对尖峰噪声的信号处理系统，所述尖峰噪声处理系统所针对的含有尖峰噪声的信号的初始数据的类型包括两种：

一种是一维数组即包含N个数据的数据序列，另一种是表示一帧图像的Q行、N列面阵数据/

其中，j是面阵数据的行序列数，i是一维数组或面阵数据第j行对应数据的采样序号，D_i是所述一维数组第i个采样序号的值，D_ij是面阵数据第j行，第i个采样序号的值；

具体而言，所述处理系统包括：限定斜率获取模块、初始数据载入模块、数据负值剔除模块、尖峰噪声剔除模块、面阵数据处理模块；

其中，

所述限定斜率获取模块用于根据公式(1)获得限定斜率k；

其中，ΔT是初始数据中相邻两个采样序列之间的时间间隔；

M是信号最大瞬时能量增量的一个预估值，M的物理含义是被测信号或目标的能量在ΔT的时间间隔内，以最快的速度增加或减小的值；

的物理含义是有效信号的最快起伏速率；