High-fidelity acoustic signal enhancement for phase-OTDR using supervised learning

光时域反射计 声学 信噪比(成像) 失真(音乐) 计算机科学 噪音(视频) 相位噪声 干扰(通信) 光学 信号(编程语言) 物理 人工智能 电信 光纤 带宽(计算) 频道(广播) 光纤传感器 放大器 图像(数学) 渐变折射率纤维 程序设计语言
作者
Fei Jiang,Zhenhai Zhang,Zixiao Lu,Honglang Li,Yahui Tian,Yixin Zhang,Xuping Zhang
出处
期刊:Optics Express [Optica Publishing Group]
卷期号:29 (21): 33467-33467 被引量:18
标识
DOI:10.1364/oe.439646
摘要

Phase-measuring phase-sensitive optical time-domain reflectometry (OTDR) has been widely used for the distributed acoustic sensing. However, the demodulated phase signals are generally noisy due to the laser frequency drift, laser phase noise, and interference fading. These issues are usually addressed individually. In this paper, we propose to address them simultaneously using supervised learning. We first use numerical simulations to generate the corresponding noisy differential phase signals for the given acoustic signals. Then we use the generated acoustic signals and noises together with some real noise data to train an end-to-end convolutional neutral network (CNN) for the acoustic signal enhancement. Three experiments are conduct to evaluate the performance of the proposed signal enhancement method. After enhancement, the average signal-to-noise ratio (SNR) of the recovered PZT vibration signals is improved from 13.4 dB to 42.8 dB, while the average scale-invariant signal-to-distortion ratio (SI-SDR) of the recovered speech signals is improved by 7.7 dB. The results show that, the proposed method can well suppress the noise and signal distortion caused by the laser frequency drift, laser phase noise, and interference fading, while recover the acoustic signals with high fidelity.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
369ninja发布了新的文献求助10
4秒前
水冰完成签到 ,获得积分10
7秒前
王佳豪完成签到,获得积分10
9秒前
杨科研同完成签到,获得积分10
16秒前
ho发布了新的文献求助30
19秒前
celina完成签到,获得积分10
20秒前
27秒前
29秒前
牛马完成签到 ,获得积分10
29秒前
helen李完成签到 ,获得积分10
33秒前
云梦泽发布了新的文献求助20
35秒前
445hhj完成签到 ,获得积分10
44秒前
有话好好说完成签到 ,获得积分10
44秒前
lqq完成签到 ,获得积分10
45秒前
慕青应助369ninja采纳,获得10
49秒前
是帆呀完成签到,获得积分10
51秒前
hhh2018687完成签到,获得积分10
52秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
52秒前
Nole应助科研通管家采纳,获得30
52秒前
我真不忙完成签到 ,获得积分10
53秒前
wz完成签到,获得积分10
54秒前
xiao完成签到 ,获得积分10
56秒前
xiaoluoluo完成签到,获得积分10
1分钟前
王小磊完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
她的城完成签到,获得积分0
1分钟前
希希完成签到 ,获得积分10
1分钟前
白昼の月完成签到 ,获得积分0
1分钟前
阳光初之完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Charles发布了新的文献求助10
1分钟前
是帆呀发布了新的文献求助30
1分钟前
易槐完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
楚楚完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
对对对完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
夜话风陵杜完成签到 ,获得积分0
1分钟前
偷得浮生半日闲完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Health Psychology 600
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
When Is Two-Stage Sample Robust Optimization Asymptotically Optimal? 500
APA handbook of comparative psychology: Basic concepts, methods, neural substrate, and behavior 500
Discerning Saints: Moralization of Intrinsic Motivation and Selective Prosociality at Work 500
Handbuch Trainingswissenschaft – Trainingslehre 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7592514
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9169744
关于积分的说明 19626204
捐赠科研通 7170512
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3267520
关于科研通互助平台的介绍 2432371
邀请新用户注册赠送积分活动 2260009