干涉信号中的小波峰峰值提取方法技术

本发明专利技术涉及一种干涉信号小波峰峰值提取方法，该方法如下：对干涉信号去噪声并拟合得到包络信号；将能量幅值小于设定阈值的采样点滤除，保留的采样点作为数据点；将能量幅值比前后共2N

【技术实现步骤摘要】
干涉信号中的小波峰峰值提取方法
本专利技术属于干涉信号峰值提取
，特别涉及一种干涉信号中的小波峰峰值提取方法。
技术介绍
光学装调作为镜头制作的最后一环，通过严格控制光学镜片的中心偏差和镜面间隔，是保证光学镜头性能的关键之一。另外，对已组装好的光学镜组进行间隔的检测验证，也是光学人员经常遇到的问题。非接触式镜面间隔测量仪基于低相干干涉原理可以辅助装调人员在镜片安装过程中对间隔进行实时监控测量，也可以对成品光学镜组的间隔进行精确测量。在利用激光进行检测中，通过干涉信号的峰值的大小及位置对光学镜组进行间隔判定，所以对有效峰的提取及位置准确性要求极为严格，这些都将影响最终的检测结果。在提取峰的过程时，通常会造成峰的丢失或将杂峰提取，因此提高获取峰值和峰值位置的准确性，成为提高激光检测性能的关键。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种干涉信号中的小波峰峰值提取方法，该方法能够有效的防止小峰的丢失及过提取，从而提高获取峰值和峰值位置的准确性。为了解决上述技术问题，本专利技术的干涉信号小波峰峰值提取方法包括下述步骤：步骤一、对干涉信号去除噪声并进行拟合，得到平滑的包络信号；步骤二、将能量幅值小于设定阈值的采样点滤除，将保留的采样点作为数据点保存到数据点数组中；步骤三、将数据点数组中的每个数据点的能量幅值与前后各N1个数据点的能量幅值进行比较，如果这个数据点的能量幅值比前后共2N1个数据点的能量幅值都大，那么就将这个数据点的能量幅值及其对应的位置作为波峰值及其位置记录下来，否则不记录；最后得到一组波峰值集合及其各波峰值对应的位置集合；步骤四、当相邻两个波峰位置差值小于N2个采样点，并且波峰值差值小于Vc时，将两个相邻波峰均作为有效波峰保存峰值及其位置；当相邻两个波峰的位置差值小于N2个采样点，并且相邻波峰值差值大于Vc时，将较高波峰作为有效波峰保存其峰值及其位置；当相邻两个波峰的位置差值大于N2个采样点，将两个波峰均作为有效波峰保存峰值及其位置；N1、N2、Vc为设定值。N1、N2根据采样频率f设定，0.0001f＜N1＜0.0002f，0.00015f＜N2＜0.001f。Vc根据相邻两个波峰的最大值V设定，0.1V＜N1＜V。本专利技术的有益效果：本专利技术可以避免杂峰提取或丢失有效波峰值，从而可以提高获取波峰值和峰值位置的准确性，提高激光检测的性能。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。图1为间隔测量仪的测量原理图；图中，1为测量臂，2为参考臂；01为超辐射发光二极管，02为光纤耦合器，03为测量头，04为被测镜组，05为准直镜，06为反射镜，07为探测器；L为延迟线。图2是是本专利技术的流程图。图3是原始干涉信号波形图。图4是原始干涉信号的包络波形图，内部有3个波峰。图5a、5b、5c三幅图分别是3个波峰放大后的图像。具体实施方式如图1所示，非接触式镜面间隔测量仪的测量原理如下：光源采用超辐射发光二极管01，超辐射发光二极管01发出的光线被光纤耦合器02分成两部分，一路进入测量臂1，光线由测量头03准直，并经被测镜组04中各透镜表面反射，再返回光纤耦合器02；一路进入参考臂2，其包含延迟线L，光线由准直镜05准直，并经反射镜06反射，返回光纤耦合器02，反射镜06安装在电动平移台上，其位置由基于线性光学编码器的内部计量系统测量。通过调整测量臂1的位置，当两路反射光的光程差匹配在相干长度以内时，在探测器07中便产生干涉信号。各透镜表面的绝对位置由干涉条纹包络峰值对应的延迟线L的反射镜06位置决定，两个表面间的距离与两个干涉峰的间隔成比例，进而可计算出空气间隔或镜面厚度。通过准确的提取干涉信号小波峰峰值，再通过计算即可得到准确的空气间隔或镜面厚度。移动反射镜，探测器07探测两路反射光的干涉信号并以18万点/秒的频率进行采样，获得采样点能量幅值。当两路反射光的光程差匹配在相干长度以内时，可得到与各光学表面对应的峰值。理论上峰值位置及其数量与各光学表面的位置及数量对应。因此提高获取峰值和峰值位置的准确性，成为提高激光检测性能的关键如图2所示，本专利技术的干涉信号小波峰峰值提取方法包括下述步骤：步骤一、采集干涉信号，并根据公式(1)得到平滑后的，包络信号如图3所示；其中pdata(i-2)表示第i-2个采样点对应的包络信号能量幅值，data(i)表示第i个采样点对应的干涉信号能量幅值；步骤二、定义一个阈值fc，阈值大小根据多次测量的波形图及经验确定，应大于大多数杂峰值，以尽可能滤除杂峰；若pdata(i)＞fc，则令i＝pos(j)，将pos(j)保存到数据点数组中；其中pdata(i)表示第i个采样点对应的包络信号能量幅值，pos(j)表示第i个采样点对应的能量幅值大于阈值的数据点，定义pos(j)为第j个数据点，j＝1,2,3,…；步骤三、将数据点数组中的每个数据点的能量幅值与前后各40个数据点的能量幅值进行比较，如果这个数据点的能量幅值比前后共80个数据点的能量幅值都大，那么就将这个数据点的能量幅值及其对应的位置作为波峰值及其位置记录下来，否则不记录；最后得到一组波峰值集合及其各波峰值对应的位置集合，即若：pdata(pos(j))＞pdata(pos(j-n))，n＝1，2，3，…，10；(2)pdata(pos(j))＞pdata(pos(j+n))，n＝1，2，3，...，10；(3)其中pdata(pos(j))为第j个数据点对应的包络信号能量幅值；令：V(k)＝pdata(pos(j))P(k)＝pos(j)将V(k)作为波峰值保存到波峰值数组中，将P(k)作为波峰位置保存到波峰位置数组中；步骤四、当相邻两个波峰位置差值小于150个采样点，并且波峰值差值小于0.05(v)时，将两个相邻波峰均作为有效波峰保存其峰值及其位置；当相邻两个波峰的位置差值小于150个采样点，并且相邻波峰值差值大于0.05(v)时，将较高波峰作为有效波峰保存其峰值及其位置；当相邻两个波峰的位置差值大于40个采样点，将两个波峰作为有效波峰保存其峰值及其位置；具体操作方法如下：如图5a所示，假如公式(4)和(5)满足，则波峰3为所求的有效波峰，保存波峰3的峰值及其位置，两边杂峰滤除；|V(k)-V(k+1)|＞0.05(4)P(k+1)-P(k)＜150(5)如图5b所示，假如公式(6)和(7)满足，则波峰6、7为所求有效波峰，保存波峰6、7的峰值及其位置，杂峰4、5滤除；|V(k)-V(k+1)|＜0.05(6)P(k+1)-P(k)＜150，(7)如图5c所示，假如公式(8)和(9)满足，波峰8为所求有效波峰，保存波峰8的峰值及其对应位置；P(k)-P(k-1)＞150(8)P(k+1)-P(k)＞150(9)现有技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种干涉信号小波峰峰值提取方法，其特征在于包括下述步骤：/n步骤一、对干涉信号去除噪声并进行拟合，得到平滑的包络信号；/n步骤二、将能量幅值小于设定阈值的采样点滤除，将保留的采样点作为数据点保存到数据点数组中；/n步骤三、将数据点数组中的每个数据点的能量幅值与前后各N

【技术特征摘要】
1.一种干涉信号小波峰峰值提取方法，其特征在于包括下述步骤：
步骤一、对干涉信号去除噪声并进行拟合，得到平滑的包络信号；
步骤二、将能量幅值小于设定阈值的采样点滤除，将保留的采样点作为数据点保存到数据点数组中；
步骤三、将数据点数组中的每个数据点的能量幅值与前后各N1个数据点的能量幅值进行比较，如果这个数据点的能量幅值比前后共2N1个数据点的能量幅值都大，那么就将这个数据点的能量幅值及其对应的位置作为波峰值及其位置记录下来，否则不记录；最后得到一组波峰值集合及其各波峰值对应的位置集合；
步骤四、当相邻两个波峰位置差值小于N2个采样点，并且波峰值差值小于Vc时，将两个...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘宏亮，韩希珍，孙金霞，罗晓霞，
申请(专利权)人：长春欧意光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22