一种激光拉曼散射成像去噪方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种激光拉曼散射成像去噪方法及系统，具体步骤为：将高速相机获得的连续时间序列图像转换为数字信号后，对图像集中射流区域外超过时均值一定阈值的图像的激光拉曼散射信号强度值沿x方向进行整体向下平移处理，再逐帧将各像素的强度值与其周围紧密相接的像素块强度值进行比较，对较高的异常值进行甄别，判断为噪点后进行赋值处理。计算此像素块强度值与该位置在时域上强度值中值的偏差，若偏差过大，则将此像素块再赋值为前后n帧图像的中值，实现激光拉曼信号的去噪。本发明专利技术能够实现对低温气体射流区域外高强度噪点的消除，提高了激光拉曼散射图像的清晰度和数据可靠度，能够有效的分析低温气体射流的瞬时特征和波动特性。和波动特性。和波动特性。

【技术实现步骤摘要】
一种激光拉曼散射成像去噪方法及系统


[0001]本专利技术属于氢安全测试领域，尤其涉及一种激光拉曼散射成像去噪方法及系统。

技术介绍

[0002]激光拉曼散射成像技术可用于观测低温气体射流(如低温氢气射流)，从而进行相关安全研究。该技术由激光发射器产生时间短能量高的激光，并使激光穿过气体射流，在光路径向一侧架设一个增强的CCD高速相机和未增强的CCD高速相机来收集来自射流的散射光，生成原始强度图像。但激光拉曼散射技术获得的信号较弱，使得相机获得的原始图像通常具有许多噪声。由于气体射流的浓度数据和温度数据由原始强度换算导出，所以噪声将对处理结果产生影响。当对图像集的原始强度图像在时域上进行取均值处理时，噪声对结果的影响并不显著。但对某帧图像的瞬时特征或波动性进行分析时，噪声对结果的影响就较为明显。因此有效地对激光拉曼散射原始图像进行降噪对低温射流观测具有重要意义。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本专利技术提出了一种激光拉曼散射成像去噪方法及系统，将高速相机获得的连续时间序列图像转换为数字信号(即原始强度值)后，对图像集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光拉曼散射成像去噪方法，其特征在于，包括以下步骤：通过激光拉曼散射成像技术获取原始强度图像集；通过对于射流区域外的纯空气区域的时均强度值进行计算，并与所设定的阈值进行对比；对所述原始强度图像集的每帧原始图像中射流区域外时均值超过阈值的强度值整体向下平移；逐帧计算向下平移后的各像素块强度值和周围像素块强度值的偏差，判断像素块强度值是否为噪点；若判断为噪点，对所述噪点赋值为周围像素块强度值的均值；逐帧计算赋值后的像素块强度值与对应位置在图像集时域上中值的偏差；若偏差过大，将偏差过大的所述像素块强度值赋值为前后相邻连续的n帧图像在对应像素位置的中值，实现激光拉曼信号的去噪。2.根据权利要求1所述的激光拉曼散射成像去噪方法，其特征在于，对所述原始强度图像集的每帧原始图像中射流区域外的强度值整体向下平移的方法为：式中，I
shift
指降低强度后的强度值，I
R
为原始强度值，为在时域上的中值，式中x1、x2为平移处理的限定适用范围，根据实验工况进行调整。3.根据权利要求1所述的激光拉曼散射成像去噪方法，其特征在于，对所述噪点赋值为周围像素块强度值的均值的方法为：式中，i为图像集某帧图像的时间序列；j为第i帧图像中像素的行序列；k为第i帧图像中像素的列序列；I
i,j,k,dedust
为噪点被赋值后的强度值；I
i,j,k,shift
为经信号平移处理后的强度值；n为在每像素周围紧密相接的像素数量，最高为8，最小为3；l为周围不同的像素块编号；σ1为系数。4.根据权利要求1所述的激光拉曼散射成像去噪方法，其特征在于，将偏差过大的所述像素块强度值赋值为前后相邻连续的n帧图像在对应像素位置的中值的方法为：式中，i为图像集某帧图像的时间序列；j为第i帧图像中像素的行序列；k为第i帧图像中像素的列序列；n为待处理像素块判断为噪点后进行赋值时选定的时间序列框选范围，根据图像集大小确定；为经时域去噪处理后的强度值；I
i,j,k,dedust
为经空间去噪处理后的强度值；I
:,j,k,dedust
为第j行、第k列像素在图像集时域上的强度值集合；Median为取集合的中间值；σ2为系数。5.一种激光拉曼散射成像去噪系统，其特征在于，包括：获取模块、平移模块、噪点判别模块、第一赋值模块、偏差判别模...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雪芳，姚晨奕，巴清心，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：