CN108731714B - 一种频率扫描数据的解码方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种频率扫描数据的解码方法及装置,包括:对光纤分布式传感器的输出信号,分别采用固定扫频间隔的多个扫描频率进行扫描,得到频率扫描数据;基于频率扫描数据绘制布里渊增益谱;将布里渊增益谱与预先设定的洛伦兹曲线线段进行互相关运算,得到参考曲线;按照插值算法,计算出参考曲线的中心频率;使用参考曲线的中心频率减去预先设定的洛伦兹曲线线段的中心频率,得到布里渊频移。应用本发明实施例,能够实现改进互相关技术,降低扫频间隔对频率精度的影响,解码的耗时少于互相关结合上采样算法。

Description

一种频率扫描数据的解码方法及装置
技术领域
本发明涉及光纤传感技术领域,特别是涉及一种频率扫描数据的解码方法及装置。
背景技术
在光纤分布式传感技术中,采用BOTDA(布里渊光时域分析,Brillouin OpticalTime Domain Analysis)技术,可以同时测量温度和应力信息,并且具有可达到更长测量距离的优势。
对于BOTDA技术,通过连续光的频率扫描,可以得出连续光与相向传输的泵浦光在不同频率差时所对应的布里渊增益大小,获得光纤在不同位置所对应的BGS(布里渊增益谱,Brillouin Gain Spectrum)。BGS的最高点所对应的频率即为光纤位置的BFS(布里渊频移,Brillouin Frequency Shift),光纤各位置温度或应力的变化与本地BFS的变化线性相关,光纤的分布式温度或应变信息可以通过测量BFS来获得。由于实际的BOTDA系统中存在噪声并且会叠加到BGS上,改变理想BGS曲线的平滑包络,继而影响BFS的判断精度,因此通常需要对BGS进行解码来相对精确地计算BFS。
目前,可以采用曲线拟合算法或互相关结合上采样算法计算BFS。
曲线拟合算法需要设定洛伦兹谱线的初始值参数,然后通过不断地迭代来得到谱线的最优解,此方法对初始值参数非常敏感,如果没有设定的谱线的初始值不够好,所得的BFS会有比互相关结合上采样算法大很多的误差,而且该算法计算量比互相关结合上采样算法大很多,导致需要耗费大量的时间。
互相关算法是根据理想洛伦兹曲线和BGS谱线进行互相关运算,求出互相关结果的峰值所对应的频率,进而计算出BGS谱线的BFS值。该方法不受初始值影响,比曲线拟合算法更快速且精确。但是互相关算法求出的BFS受到了扫频间隔的影响,其结果的分辨率与扫频间隔一样,只能位于采样点上。目前为了解决此限制提出了上采样的方法,具体操作为在BGS的采样点之间插入多个0值点,并通过凯塞窗进行滤波,提高采样频率分辨率。此方法BFS的精度有提升,但是插值和滤波的耗时多,降低了互相关技术计算的时间性能优势,不合适计算大量数据。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种频率扫描数据的解码方法及装置,以实现改进互相关技术,降低扫频间隔对频率精度的影响,解码的耗时少于互相关结合上采样算法。具体技术方案如下:
本发明实施例提供一种频率扫描数据的解码方法,包括:
对光纤分布式传感器的输出信号,分别采用固定扫频间隔的多个扫描频率进行扫描,得到频率扫描数据;
基于所述频率扫描数据绘制布里渊增益谱;
将所述布里渊增益谱与预先设定的洛伦兹曲线线段进行互相关运算,得到参考曲线;
按照插值算法,计算出所述参考曲线的中心频率;
使用所述参考曲线的中心频率减去所述预先设定的洛伦兹曲线线段的中心频率,得到布里渊频移。
进一步的,所述按照插值算法,计算出所述参考曲线的中心频率,包括:
按照相关插值算法,计算出所述参考曲线的中心频率;或者
按照洛伦兹方程插值算法,计算出所述参考曲线的中心频率。
进一步的,所述按照相关插值算法,计算出所述参考曲线的中心频率,包括:
确定在所述参考曲线上各拟合频率分别对应的幅值,所述拟合频率为所述扫描频率与所述预先设定的洛伦兹曲线线段的中心频率的和值;
从得到的所述幅值中,确定最大幅值和次大幅值,以及所述最大幅值对应的拟合频率,作为第一拟合频率,以及所述次大幅值对应的拟合频率,作为第二拟合频率,以及第一拟合频率对应的扫描频率,作为第一扫描频率,以及第二拟合频率对应的扫描频率,作为第二扫描频率;
在所述布里渊增益谱中,以所述第一扫描频率为起始点,以所述预先设定的洛伦兹曲线线段的长度为相关运算长度,进行自相关运算,得到第一自相关运算结果;
在所述布里渊增益谱中,以所述第二扫描频率为起始点,以所述预先设定的洛伦兹曲线线段的长度为相关运算长度,进行自相关运算,得到第二自相关运算结果;
在所述布里渊增益谱中,以所述第一扫描频率为起始点的曲线和所述第二扫描频率为起始点的曲线,以所述预先设定的洛伦兹曲线线段的长度为相关运算长度,进行互相关运算,得到互相关运算结果;
按照相关插值算法公式,使用所述最大幅值、所述次大幅值、所述第一自相关运算结果、所述第二自相关运算结果、所述互相关运算结果和所述多个扫描频率的频率间隔,计算出第一偏差;
计算所述第一拟合频率与所述第一偏差的和值,作为所述参考曲线的中心频率。
进一步的,所述按照相关插值算法公式,使用所述最大幅值、所述次大幅值、所述第一自相关运算结果、所述第二自相关运算结果、所述互相关运算结果和所述多个扫描频率的频率间隔,计算出第一偏差,包括:
采用如下相关插值算法公式,计算第一偏差:
其中,I1为所述第一偏差,δ为所述多个扫描频率的频率间隔,G1为所述最大幅值,G2为所述次大幅值,C11为第一自相关运算结果,C22为所述第二自相关运算结果,C12为所述互相关运算结果。
进一步的,所述按照洛伦兹方程插值算法,计算出所述参考曲线的中心频率,包括:
确定在所述参考曲线上各拟合频率分别对应的幅值,所述拟合频率为所述扫描频率与所述预先设定的洛伦兹曲线线段的中心频率的和值;
从得到的所述幅值中,确定最大幅值、次大低频幅值和次大高频幅值,所述次大低频幅值对应的拟合频率比所述最大幅值对应的拟合频率,低一个所述多个扫描频率的频率间隔,所述次大高频幅值对应的拟合频率比所述最大幅值对应的拟合频率,高一个所述多个扫描频率的频率间隔;
按照洛伦兹方程插值算法公式,使用所述最大幅值、所述次大低频幅值、所述次大高频幅值和所述多个扫描频率的频率间隔,计算出第二偏差;
计算所述最大幅值对应的拟合频率与所述第二偏差的和值,作为所述参考曲线的中心频率。
进一步的,所述按照洛伦兹方程插值算法公式,使用所述最大幅值、所述次大低频幅值、所述次大高频幅值和所述多个扫描频率的频率间隔,计算出第二偏差,包括:
采用如下洛伦兹方程插值算法公式,计算第二偏差:
其中,I2为所述第二偏差,δ为所述多个扫描频率的频率间隔,α为所述次大低频幅值,β为所述最大幅值。γ为所述次大高频幅值。
本发明实施例还提供一种频率扫描数据的解码装置,其特征在于,包括:
扫描模块,用于对光纤分布式传感器的输出信号,分别采用固定扫频间隔的多个扫描频率进行扫描,得到频率扫描数据;
绘制模块,用于基于所述频率扫描数据绘制布里渊增益谱;
互相关运算模块,用于将所述布里渊增益谱与预先设定的洛伦兹曲线线段进行互相关运算,得到参考曲线;
计算模块,用于按照插值算法,计算出所述参考曲线的中心频率;
减法模块,用于使用所述参考曲线的中心频率减去所述预先设定的洛伦兹曲线线段的中心频率,得到布里渊频移。
进一步的,所述计算模块,具体用于按照相关插值算法,或者洛伦兹方程插值算法,计算出所述参考曲线的中心频率。
本发明实施例还提供一种电子设备,其特征在于,包括处理器、通信接口、存储器和通信总线,其中,处理器,通信接口,存储器通过通信总线完成相互间的通信;
存储器,用于存放计算机程序;
处理器,用于执行存储器上所存放的程序时,实现上述任一所述的频率扫描数据的解码方法的步骤。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一所述的频率扫描数据的解码方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述任一所述的频率扫描数据的解码方法的步骤。
本发明实施例提供的一种频率扫描数据的解码方法及装置,可以通过相关插值算法或洛伦兹插值算法弥补BGS的中心频率与峰值频率之间的偏移,从而降低扫频间隔对互相关技术得到的频率精度的影响。本发明实施例提供的频率扫描数据的解码方法及装置,不包括上采样算法中的在采样点中插值等耗时多的部分,所以解码的耗时少于互相关结合上采样算法。当然,实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的频率扫描数据的解码方法的流程图;
图2为本发明实施例提供的按照相关插值算法计算出参考曲线的中心频率的方法的流程图;
图3为本发明实施例提供的按照洛伦兹方程插值算法计算出参考曲线的中心频率的方法的流程图;
图4为本发明实施例提供的频率扫描数据的解码装置的结构示意图;
图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种频率扫描数据的解码方法,下面通过具体实施例,对本发明进行详细说明。
参见图1,图1为本发明实施例提供的频率扫描数据的解码方法的一种流程图,包括如下步骤:
步骤101、对光纤分布式传感器的输出信号,分别采用固定扫频间隔的多个扫描频率进行扫描,得到频率扫描数据。
步骤102、基于频率扫描数据绘制布里渊增益谱。
步骤103、将布里渊增益谱与预先设定的洛伦兹曲线线段进行互相关运算,得到参考曲线。
步骤104、按照插值算法,计算出参考曲线的中心频率。
步骤105、使用参考曲线的中心频率减去预先设定的洛伦兹曲线线段的中心频率,得到布里渊频移。
本发明实施例提供的一种频率扫描数据的解码方法,可以通过相关插值算法或洛伦兹插值算法弥补BGS的中心频率与峰值频率之间的偏移,从而降低扫频间隔对互相关技术得到的频率精度的影响。本发明实施例提供的频率扫描数据的解码方法及装置,不包括上采样算法中的在采样点中插值等耗时多的部分,所以解码的耗时少于互相关结合上采样算法。
下面结合附图,对本发明实施例提供的上述频率扫描数据的解码方法进行详细描述。
图2所示为本发明实施例提供的按照相关插值算法计算出参考曲线的中心频率的方法的流程图,包括如下步骤:
步骤201、获取参考曲线。
步骤202、确定在参考曲线上各拟合频率分别对应的幅值。
本发明实施例中,拟合频率可以是扫描频率与预先设定的洛伦兹曲线线段的中心频率的和值。以各拟合频率为横坐标,可以在参考曲线上找到多个点,这些点的纵坐标就是各拟合频率分别对应的幅值。
步骤203、从得到的幅值中,确定最大幅值和次大幅值。
本发明实施例中,可以用G1表示最大幅值,G2表示次大幅值。
步骤204、确定第一拟合频率和第二拟合频率。
在参考曲线上,确定最大幅值对应的拟合频率,作为第一拟合频率,确定次大幅值对应拟合频率,作为第二拟合频率。
步骤205、确定第一扫描频率和第二扫描频率。
第一拟合频率对应的扫描频率,也就是第一拟合频率减去预先设定的洛伦兹曲线线段的中心频率,作为第一扫描频率。第二拟合频率对应的扫描频率,也就是第二拟合频率减去预先设定的洛伦兹曲线线段的中心频率,作为第二扫描频率。
步骤206、计算自相关运算结果和互相关运算结果。
在布里渊增益谱中,以第一扫描频率为起始点,以预先设定的洛伦兹曲线线段的长度为相关运算长度,进行自相关运算,得到第一自相关运算结果。
在布里渊增益谱中,以第二扫描频率为起始点,以预先设定的洛伦兹曲线线段的长度为相关运算长度,进行自相关运算,得到第二自相关运算结果。
在布里渊增益谱中,以第一扫描频率为起始点的曲线和第二扫描频率为起始点的曲线,以预先设定的洛伦兹曲线线段的长度为相关运算长度,进行互相关运算,得到互相关运算结果。
本发明实施例中,可以用C11表示第一自相关运算结果,C22表示第二自相关运算结果,用C12表示互相关运算结果。
步骤207、计算第一偏差。
按照相关插值算法公式,使用最大幅值、次大幅值、第一自相关运算结果、第二自相关运算结果、互相关运算结果和多个扫描频率的频率间隔,计算出第一偏差。
相关插值算法公式为:
其中,I1为第一偏差,δ为多个扫描频率的频率间隔,G1为最大幅值,G2为次大幅值,C11为第一自相关运算结果,C22为第二自相关运算结果,C12为互相关运算结果。
步骤208、计算参考曲线的中心频率。
计算第一拟合频率与第一偏差的和值,作为参考曲线的中心频率。
图3所示为本发明实施例提供的按照洛伦兹方程插值算法计算出参考曲线的中心频率的方法的流程图,包括如下步骤:
步骤301、获取参考曲线。
步骤302、确定在参考曲线上各拟合频率分别对应的幅值。
本发明实施例中,拟合频率可以是扫描频率与预先设定的洛伦兹曲线线段的中心频率的和值。以各拟合频率为横坐标,可以在参考曲线上找到多个点,这些点的纵坐标就是各拟合频率分别对应的幅值。
步骤303、从得到的幅值中,确定最大幅值、次大低频幅值和次大高频幅值。
次大低频幅值对应的拟合频率比最大幅值对应的拟合频率,低一个扫描频率的频率间隔,次大高频幅值对应的拟合频率比最大幅值对应的拟合频率,高一个扫描频率的频率间隔。
本发明实施例中,可以用β表示最大幅值,α表示次大低频幅值,γ表示次大高频幅值。
步骤304、计算第二偏差。
按照洛伦兹方程插值算法公式,使用最大幅值、次大低频幅值、次大高频幅值和多个扫描频率的频率间隔,计算出第二偏差。
洛伦兹方程插值算法公式为:
其中,I2为第二偏差,δ为多个扫描频率的频率间隔,α为次大低频幅值,β为最大幅值。γ为次大高频幅值。
步骤305、计算参考曲线的中心频率。
计算最大幅值对应的拟合频率与第二偏差的和值,作为参考曲线的中心频率。
基于同一发明构思,根据本发明上述实施例提供的分析在线视频播放卡顿方法,相应地,本发明另一实施例还提供了一种频率扫描数据的解码装置,其特征在于,包括:
扫描模块401,用于对光纤分布式传感器的输出信号,分别采用固定扫频间隔的多个扫描频率进行扫描,得到频率扫描数据;
绘制模块402,用于基于所述频率扫描数据绘制布里渊增益谱;
互相关运算模块403,用于将所述布里渊增益谱与预先设定的洛伦兹曲线线段进行互相关运算,得到参考曲线;
计算模块404,用于按照插值算法,计算出所述参考曲线的中心频率;
减法模块405,用于使用所述参考曲线的中心频率减去所述预先设定的洛伦兹曲线线段的中心频率,得到布里渊频移。
进一步的,所述计算模块404,具体用于按照相关插值算法,或者洛伦兹方程插值算法,计算出所述参考曲线的中心频率。
基于同一发明构思,根据本发明上述实施例提供的频率扫描数据的解码方法,相应地,本发明实施例还提供了一种电子设备,如图5所示,包括处理器501、通信接口502、存储器503和通信总线504,其中,处理器501,通信接口502,存储器503通过通信总线504完成相互间的通信,
存储器503,用于存放计算机程序;
处理器501,用于执行存储器503上所存放的程序时,实现上述任一频率扫描数据的解码方法的步骤:
上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect,PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture,EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory,RAM),也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory,NVM),例如至少一个磁盘存储器。可选的,存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、网络处理器(Network Processor,NP)等;还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
在本发明提供的又一实施例中,还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述实施例中任一频率扫描数据的解码方法的步骤。
在本发明提供的又一实施例中,还提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述实施例中任一频率扫描数据的解码方法的步骤。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于装置和电子设备实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种频率扫描数据的解码方法,其特征在于,包括:
对光纤分布式传感器的输出信号,分别采用固定扫频间隔的多个扫描频率进行扫描,得到频率扫描数据;
基于所述频率扫描数据绘制布里渊增益谱;
将所述布里渊增益谱与预先设定的洛伦兹曲线线段进行互相关运算,得到参考曲线;
按照插值算法,计算出所述参考曲线的中心频率;
使用所述参考曲线的中心频率减去所述预先设定的洛伦兹曲线线段的中心频率,得到布里渊频移。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述按照插值算法,计算出所述参考曲线的中心频率,包括:
按照相关插值算法,计算出所述参考曲线的中心频率;或者
按照洛伦兹方程插值算法,计算出所述参考曲线的中心频率。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述按照相关插值算法,计算出所述参考曲线的中心频率,包括:
确定在所述参考曲线上各拟合频率分别对应的幅值,所述拟合频率为所述扫描频率与所述预先设定的洛伦兹曲线线段的中心频率的和值;
从得到的所述幅值中,确定最大幅值和次大幅值,以及所述最大幅值对应的拟合频率,作为第一拟合频率,以及所述次大幅值对应的拟合频率,作为第二拟合频率,以及第一拟合频率对应的扫描频率,作为第一扫描频率,以及第二拟合频率对应的扫描频率,作为第二扫描频率;
在所述布里渊增益谱中,以所述第一扫描频率为起始点,以所述预先设定的洛伦兹曲线线段的长度为相关运算长度,进行自相关运算,得到第一自相关运算结果;
在所述布里渊增益谱中,以所述第二扫描频率为起始点,以所述预先设定的洛伦兹曲线线段的长度为相关运算长度,进行自相关运算,得到第二自相关运算结果;
在所述布里渊增益谱中,以所述第一扫描频率为起始点的曲线和所述第二扫描频率为起始点的曲线,以所述预先设定的洛伦兹曲线线段的长度为相关运算长度,进行互相关运算,得到互相关运算结果;
按照相关插值算法公式,使用所述最大幅值、所述次大幅值、所述第一自相关运算结果、所述第二自相关运算结果、所述互相关运算结果和所述多个扫描频率的频率间隔,计算出第一偏差;
计算所述第一拟合频率与所述第一偏差的和值,作为所述参考曲线的中心频率。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述按照相关插值算法公式,使用所述最大幅值、所述次大幅值、所述第一自相关运算结果、所述第二自相关运算结果、所述互相关运算结果和所述多个扫描频率的频率间隔,计算出第一偏差,包括:
采用如下相关插值算法公式,计算第一偏差:
其中,I1为所述第一偏差,δ为所述多个扫描频率的频率间隔,G1为所述最大幅值,G2为所述次大幅值,C11为第一自相关运算结果,C22为所述第二自相关运算结果,C12为所述互相关运算结果。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述按照洛伦兹方程插值算法,计算出所述参考曲线的中心频率,包括:
确定在所述参考曲线上各拟合频率分别对应的幅值,所述拟合频率为所述扫描频率与所述预先设定的洛伦兹曲线线段的中心频率的和值;
从得到的所述幅值中,确定最大幅值、次大低频幅值和次大高频幅值,所述次大低频幅值对应的拟合频率比所述最大幅值对应的拟合频率,低一个所述多个扫描频率的频率间隔,所述次大高频幅值对应的拟合频率比所述最大幅值对应的拟合频率,高一个所述多个扫描频率的频率间隔;
按照洛伦兹方程插值算法公式,使用所述最大幅值、所述次大低频幅值、所述次大高频幅值和所述多个扫描频率的频率间隔,计算出第二偏差;
计算所述最大幅值对应的拟合频率与所述第二偏差的和值,作为所述参考曲线的中心频率。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述按照洛伦兹方程插值算法公式,使用所述最大幅值、所述次大低频幅值、所述次大高频幅值和所述多个扫描频率的频率间隔,计算出第二偏差,包括:
采用如下洛伦兹方程插值算法公式,计算第二偏差:
其中,I2为所述第二偏差,δ为所述多个扫描频率的频率间隔,α为所述次大低频幅值,β为所述最大幅值,γ为所述次大高频幅值。
7.一种频率扫描数据的解码装置,其特征在于,包括:
扫描模块,用于对光纤分布式传感器的输出信号,分别采用固定扫频间隔的多个扫描频率进行扫描,得到频率扫描数据;
绘制模块,用于基于所述频率扫描数据绘制布里渊增益谱;
互相关运算模块,用于将所述布里渊增益谱与预先设定的洛伦兹曲线线段进行互相关运算,得到参考曲线;
计算模块,用于按照插值算法,计算出所述参考曲线的中心频率;
减法模块,用于使用所述参考曲线的中心频率减去所述预先设定的洛伦兹曲线线段的中心频率,得到布里渊频移。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述计算模块,具体用于按照相关插值算法,或者洛伦兹方程插值算法,计算出所述参考曲线的中心频率。
9.一种电子设备,其特征在于,包括处理器、通信接口、存储器和通信总线,其中,处理器,通信接口,存储器通过通信总线完成相互间的通信;
存储器,用于存放计算机程序;
处理器,用于执行存储器上所存放的程序时,实现权利要求1-6任一所述的方法步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6任一所述的方法步骤。
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CN115388801B (zh) * 2022-10-26 2023-03-24 苏州光格科技股份有限公司 海底电缆应变监测方法、装置、计算机设备、存储介质
CN118330322A (zh) * 2022-10-28 2024-07-12 常州同惠电子股份有限公司 适用于阻抗分析仪的曲线扫描轨迹示踪与对比算法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8699009B2 (en) * 2008-11-27 2014-04-15 Neubrex Co., Ltd. Distributed optical fiber sensor
CN102384799B (zh) * 2011-09-29 2014-01-08 国电南京自动化股份有限公司 基于布里渊分布式光纤传感系统相干检测方案的扫频及数据处理方法
CN102680948B (zh) * 2012-05-15 2013-08-28 东南大学 一种线性调频信号调频率和起始频率估计方法
CN104296673A (zh) * 2014-10-22 2015-01-21 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种布里渊谱信号质量提升方法
CN105675031B (zh) * 2016-01-23 2017-09-15 中国人民解放军国防科学技术大学 基于预泵浦脉冲和格雷码编码的布里渊光时域分析仪
CN107084808A (zh) * 2017-05-12 2017-08-22 南京大学 一种基于残缺谱拼谱的botdr互相关寻峰方法

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