[发明专利]一种焦平面探测器读出信号的数字信号处理方法

权利要求书

1.一种焦平面探测器读出信号的数字信号处理方法，其特征在于：根据读出信号中噪声信号的组成成分和特点，对焦平面探测器读出信号进行小波分解，将带噪声信号分解为各层低频系数与高频系数，然后采用小波软阈值算法处理小波分解得到的高频系数，降低读出信号中噪声能量以实现降噪，最后根据由软阈值算法滤波后的系数进行小波重构以恢复信号；其中，利用小波变换对读出信号进行降噪具体包括以下步骤：

(1).选取合适的小波基ψ(t)和分解尺度j；ψ(t)具体选用db4正交小波基，对信号进行j＝7层正交小波分解，得到各尺度上的小波细节系数；

(2).选取合适的阈值对分解得到的小波系数进行软阈值量化，选取第j个尺度的软阈值的公式为：

thj=γ*median(|dj(k)|)/0.6745*2log(length(dj(k)))/ln(j+1),]]>其中γ为噪声功率谱参数，d_j(k)为各层小波细节系数，median(|d_j(k)|)/0.6745为噪声的估计方差，其中，估计方差通过以下方法得到，取小波系数在各个尺度下绝对值的中值median(|d_j(k)|)，然后将该中值除以常数0.6745作为该尺度下小波系数中噪声强度的估计，即σ^2=median(|dj(k)|)/0.6745;]]>上述软阈值在固定阈值的基础上，对不同的分解尺度选取不同的阈值，随着尺度j的增大，阈值逐渐减小，使得与噪声在小波变换各尺度上的传播特性相一致；使用软阈值法对各层小波细节系数进行修正，其公式为：g_j(k)＝sgn(d_j(k))*(|d_j(k)|-th_j)，其中g_j(k)为滤波后的系数，sgn为符号函数；

(3).小波重构。根据阈值滤波以后的细节系数进行小波重构，得到降噪后的信号。

2.根据权利要求1所述的数字信号处理方法，其特征在于用数字信号处理的方法降低探测器读出电路的噪声。

3.根据权利要求2所述的数字信号处理方法，其特征在于在热释电红外传感器读出信号中的噪声主要由热噪声、散粒噪声、1/f噪声组成。

4.根据权利要求3所述的数字信号处理方法，其特征在于当有用信号以正弦调制输入，在传感器接收到信号以后其输出信号也是与之频率相同的正弦信号，令输入的有用信号模型为s(t)＝Asin(2π*ω*t)，可得到经过焦平面读出电路放大以后的信号为：x(t)＝Bsin(2π*ω*t)+w(t)+f(t)，式中w(t)表示均值为零的高斯白噪声，f(t)表示1/f噪声。