[发明专利]基于均值滤波技术的分布式声波传感系统及其测量方法

说明书

本申请实施例提供了一种基于均值滤波技术的分布式声波传感系统及其测量方法，涉及分布式光纤传感探测技术领域，包括：采集传感光纤沿线中的振动信号在预设时间段内产生的后向瑞利散射信号；对采集到的所述后向瑞利散射信号进行解调，得到第一解调信息，所述第一解调信息包括传感光纤沿线各个位置的解调信息；根据所述第一解调信息构建原始图像，所述原始图像包括在所述预设时间段内传感光纤沿线各个位置的所述第一解调信息形成的图像；对所述原始图像进行均值滤波处理得到目标图像；根据所述目标图像重构第二解调信息，所述第二解调信息包括所述传感光纤沿线各个位置的消除噪声信息后的解调信息，从而提高测量精度。

技术领域

本申请涉及分布式光纤传感探测技术领域，尤其涉及一种基于均值滤波技术的分布式声波传感系统及其测量方法。

背景技术

分布式声波传感技术的原理是通过探测沿传感光纤沿线的后向瑞利散射光的相位变化，来得到所需检测的物理量（如声音、振动等）的变化。分布式声波传感系统具有重量轻、体积小、灵敏度高、抗电磁干扰性强等优点，在周界安防、油气勘探、管道监测等领域具有极高的应用价值。

相关技术中，分布式声波传感系统在测量过程中，入射光会与传感光纤沿线某点的后向瑞利散射光产生干涉，该点的声波或振动等物理量的变化会引起后向瑞利散射光的相位变化，并产生后向瑞利散射信号，因此通过对后向瑞利散射信号进行解调，就可以得到该点的声波或振动的变化量的解调信息，该解调信息即为测量结果。由于传感光纤在空间中是连续分布的，因此，分布式声波传感系统可以定量检测到空间中的任意一点的物理量的变化，从而实现分布式传感。

然而，分布式声波传感系统在测量过程中，后向瑞利散射信号会受到激光相位噪声、偏振噪声、环境噪声等随机噪声波动的影响，在对传感光纤沿线各个位置的后向瑞利散射信号进行解调时，所得到的解调信息中会包含多个随机噪声波动产生的噪声信息，导致解调信息受到噪声信息的干扰，从而带来测量误差。

发明内容

本申请实施例提供了一种基于均值滤波技术的分布式声波传感系统及其测量方法，以解决现有的分布式声波传感系统的具有测量误差的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种基于均值滤波技术的分布式声波传感测量方法，包括：

采集传感光纤沿线中的振动信号在预设时间段内产生的后向瑞利散射信号；

对采集到的后向瑞利散射信号进行解调，得到第一解调信息，第一解调信息包括传感光纤沿线各个位置的解调信息；

根据第一解调信息构建原始图像，原始图像包括在预设时间段内传感光纤沿线各个位置的第一解调信息形成的图像；

对原始图像进行均值滤波处理得到目标图像；

根据目标图像重构第二解调信息，第二解调信息包括传感光纤沿线各个位置的消除噪声信息后的解调信息。

在一种可行的实现方式中，对原始图像进行均值滤波处理得到目标图像，包括：

获取原始图像中各个原始像素点的第一像素值，第一像素值包括原始像素点邻近像素点的像素值，邻近像素点为环绕在原始像素点周围的像素点，邻近像素点的数量至少为一个；

获取原始图像的每个原始像素点的第二像素值，第二像素值为原始像素点的像素值；

生成原始图像中每个原始像素点的像素平均值，原始像素点的像素平均值为原始像素点的各个第一像素值及第二像素值的平均值；

生成目标图像，目标图像的像素点与原始图像的原始像素点一一对应，且目标图像中像素点的像素值为原始图像中相应原始像素点的像素平均值。

在一种可行的实现方式中，第二像素值等于原始像素点的灰度值的中间值，其中，原始像素点的灰度值按照顺序排列。

在一种可行的实现方式中，每个原始像素点和与其对应的多个邻近像素点形成一个矩阵模块，矩阵模块的中心和对应的原始像素点重合；

矩阵模块共包括N×N个像素点，其中，N为大于3的奇数；