稀疏表示噪声抑制算法提升BOTDR系统信噪比的研究

稀疏表示噪声抑制算法提升BOTDR系统信噪比的研究
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DOI：
10.3969/j.issn.1004-1699.2022.06.008
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发表时间：
2022
期刊：
传感技术学报
影响因子：
--
通讯作者：
靳宝全
靳宝全
中科院分区：
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文献类型：
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作者：
崔宁;刘丽;王清琳;白清;王宇;刘盺;靳宝全

文献摘要

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针对布里渊光时域反射仪(BOTDR)系统信噪比低的问题,利用三维布里渊增益谱(3D-BGS)内部存在的相似性及冗余性,提出基于稀疏表示的BOTDR信噪比提升算法。通过分析稀疏表示基本原理和3D-BGS的空间域相似性,可知随机噪声能够在稀疏重构过程中作为残差被丢弃,阐明了降噪算法的可行性。利用离散余弦变换(DCT)构建初始字典,同时采用K-奇异值分解(K-SVD)和正交匹配追踪(OMP)算法进行字典及系数矩阵更新,进而实现三维布里渊增益谱(3D-BGS)的重构和降噪。仿真结果分析表明,当添加10 dBm高斯白噪声时,信噪比提升了5.26 dB。研究证明,稀疏表示算法为应用图像处理方法提高BOTDR系统信噪比供了新的思路及理论依据。