Nuevo técnica de recuperación BFS para sistema de sensor de análisis de dominio de tiempo óptico de Brillouin
Autores: Wei, Haoyu; Wang, Yongjun; Wang, Qiming; Lu, Xiya; Wu, Hongxin; Fan, Lei; Li, Chao; Xin, Xiangjun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Nuevo técnica de recuperación BFS para sistema de sensor de análisis de dominio de tiempo óptico de Brillouin
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Suavizado gaussiano
Significa no local
Transformación de ondaletas cuaterniónicas
Análisis brillouin de dominio temporal óptico
Relación señal-ruido
Resolución espacial
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
En este documento se describen detalladamente el suavizado gaussiano (GS), el método de medias no locales (NLM) y la Transformada de Ondículas Cuaterniónicas (QWT). Además, se construyó un sistema experimental de análisis óptico en el dominio del tiempo de Brillouin (BOTDA) para verificar los algoritmos de reducción de ruido. Los análisis principales y experimentales muestran que el algoritmo QWT es un método más eficiente de reducción de ruido de imagen. Los resultados indican que el algoritmo GS puede obtener la mayor relación señal-ruido (SNR), incertidumbre de frecuencia y precisión de desplazamiento de frecuencia de Brillouin (BFS), y puede ejecutarse en un tiempo imperceptible, pero tiene la menor resolución espacial. Después de ser reducida por el algoritmo NLM, aunque la SNR, la incertidumbre de frecuencia, la precisión del BFS y la resolución espacial mejoraron significativamente, se necesitan 40 minutos para implementar el algoritmo de reducción de ruido NLM para una imagen BGS con 200 x 100,000 puntos. Procesado por el algoritmo de reducción de ruido QWT, aunque la SNR aumenta a 17.26 dB y la incertidumbre de frecuencia disminuye a 0.24 MHz, solo se puede lograr una precisión de BFS de 0.2 MHz. Además, la resolución espacial es de 3 m, que no se ve afectada por el algoritmo de reducción de ruido QWT. Se tarda menos de 32 s en reducir el ruido de los mismos datos BGS en bruto. La técnica de reducción de ruido de imagen QWT es adecuada para el procesamiento de datos BGS en el sistema sensor BOTDA.
Descripción
En este documento se describen detalladamente el suavizado gaussiano (GS), el método de medias no locales (NLM) y la Transformada de Ondículas Cuaterniónicas (QWT). Además, se construyó un sistema experimental de análisis óptico en el dominio del tiempo de Brillouin (BOTDA) para verificar los algoritmos de reducción de ruido. Los análisis principales y experimentales muestran que el algoritmo QWT es un método más eficiente de reducción de ruido de imagen. Los resultados indican que el algoritmo GS puede obtener la mayor relación señal-ruido (SNR), incertidumbre de frecuencia y precisión de desplazamiento de frecuencia de Brillouin (BFS), y puede ejecutarse en un tiempo imperceptible, pero tiene la menor resolución espacial. Después de ser reducida por el algoritmo NLM, aunque la SNR, la incertidumbre de frecuencia, la precisión del BFS y la resolución espacial mejoraron significativamente, se necesitan 40 minutos para implementar el algoritmo de reducción de ruido NLM para una imagen BGS con 200 x 100,000 puntos. Procesado por el algoritmo de reducción de ruido QWT, aunque la SNR aumenta a 17.26 dB y la incertidumbre de frecuencia disminuye a 0.24 MHz, solo se puede lograr una precisión de BFS de 0.2 MHz. Además, la resolución espacial es de 3 m, que no se ve afectada por el algoritmo de reducción de ruido QWT. Se tarda menos de 32 s en reducir el ruido de los mismos datos BGS en bruto. La técnica de reducción de ruido de imagen QWT es adecuada para el procesamiento de datos BGS en el sistema sensor BOTDA.