[发明专利]一种SS-OCT系统k-clock延时校正算法

说明书

本发明涉及一种SS‑OCT系统k‑clock延时校正算法，该方法包括以下步骤：1)将OCT信号进行自相关处理得到OCT信号的自相关函数，运用二次互相关算法对OCT信号的自相关函数与k‑clock信号进行相关运算，获得两个信号的互相关函数以及估计时延值；2)运用希尔伯特差值法对步骤1)的互相关函数进行计算，完成对两个信号的相关峰值进行锐化处理。本发明可以实现OCT信号与k‑clock信号时延的精确测量，从而实现OCT系统中对后续信号高精度、高分辨率的处理。

技术领域

本发明涉及信息处理技术领域，更具体地说，涉及一种基于二次相关运算的SS-OCT系统k-clock延时校正算法。

背景技术

由于快速傅立叶变换要求被变换的信号在该自变量域中均匀分布,对于干涉光谱信号采样点而言应在波数空间均匀间隔分布。在扫频系统中扫频光源输出光的波长随时间连续变化，由数据采集卡采集到的干涉光谱信号的各个采样点之间是等时间间隔分布的，而扫频光源输出光的波数通常并不是随时间线性变化的，对采集到的非等间隔波数分布的干涉光谱信号采样点数据直接进行傅立叶变换将导致轴向分辨率和测量精度的下降。因此在对干涉光谱信号进行基于快速傅立叶变换的图像重建算法之前，必须先得到各个采样点均匀分布于波数空间的干涉光谱信号,此过程即为光谱标定，一般使用k空间等间隔标定。但在OCT系统(光学相干断层扫描系统)中，k-clock信号与OCT信号在硬件中光路部分的传输路径不同，以致造成两个信号在光谱仪中接收时间不同，产生时延问题。

时延作为表示信号特征的一个重要参数，随着信息通信技术的飞跃式发展，时延估计在信号处理领域成为人们研究的热点问题。在OCT系统中，时延估计要解决的问题是对2个接收目标信号(OCT信号与k-clock信号)进行互相关处理，准确快速地估计和测量接收信号之间因信号传输过程中路径的不同而引起的时延差值。广义互相关(GGC)时延估计是一种最基本、最常用的时延估计方法。

但是在OCT系统中k-clock信号与OCT信号的信噪比较低，广义互相关算法的信号时延估计差值准确性较低。此时，利用二次相关时延估计算法可以通过二次相关来有效抑制噪声的干扰进而提高抗噪性能，但使用二次相关时延估计的信号时延精度不高。而希尔伯特变换具有把偶函数转变为奇函数的特点，基于广义互相关时延估计和二次相关时延估计，利用进行相关希尔伯特差值法运算，可实现对2个接收信号二次互相关函数峰值的锐化处理，改善了二次互相关函数峰值点的检测效果，增大时延估计的精度。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提出了一种基于二次相关运算的SS-OCT系统k-clock延时校正算法，可以实现OCT信号与k-clock信号时延的精确测量，从而实现OCT系统中对后续信号高精度、高分辨率的处理。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

设计一种基于二次相关运算的SS-OCT系统k-clock延时校正算法，该方法包括以下步骤：

步骤1)：将OCT信号进行自相关处理得到OCT信号的自相关函数，运用二次互相关算法对OCT信号的自相关函数与k-clock信号进行相关运算，获得两个信号的互相关函数以及估计时延值。

OCT信号与k-clock信号表示为：

其中，s₁(n)、s₂(n)分别表示OCT信号与k-clock信号，n₁(n)、n₂(n)分别表示两个信号的加性噪声，D为时延差值，A为信号归一化后的幅值参量。对两个信号进行二次互相关算法处理，首先对s₁(n)进行自相关处理，如公式(2)所示：