01
噪声的本质
热噪声、散粒噪声、读出噪声、1/f噪声；高斯/泊松分布；信噪比定义与计算
统计特性SNR
02
硬件降噪基础
传感器选型：暗电流、量子效率、满阱容量；TEC/液氮制冷；电磁屏蔽与地分离
传感器制冷接地
03
光源噪声抑制
恒流源驱动、光反馈技术；斩波与锁相放大；双光束补偿法
锁相放大双光束
04
信号调理电路
低噪声前置放大器(JFET/BJT)；滤波器(低通/带通/陷波)；差分信号处理
放大器滤波器
05
采样与量化
奈奎斯特频率、抗混叠滤波；ADC选型(位数/采样率/INL/DNL)；过采样与噪声整形
ADC过采样
06
时域平均法
多次测量取平均；同步平均(触发/相位锁定)；加权平均(指数平滑/滑动窗口)
平均同步
07
频域滤波
FFT频谱分析；FIR/IIR滤波器设计；自适应滤波(LMS/RLS)
FIRIIR自适应
08
小波去噪
连续/离散小波变换；硬阈值/软阈值去噪；小波包去噪
小波阈值
09
经验模态分解(EMD)
本征模态函数、筛分过程；IMF选择与重构；集成经验模态分解(EEMD)
EMDEEMD
10
主成分分析(PCA)
协方差矩阵、特征值分解；主成分选择与重构；光谱去噪应用
PCA降维
11
独立成分分析(ICA)
非高斯性、独立性度量；FastICA算法；混合信号分离
ICA盲源分离
12
卡尔曼滤波
状态空间模型、预测-更新；一维/多维实现；扩展卡尔曼滤波(EKF)
卡尔曼EKF
13
粒子滤波
重要性采样、重采样；与卡尔曼滤波对比；非线性非高斯系统应用
粒子滤波非高斯
14
中值滤波与形态学滤波
滑动窗口排序；自适应中值滤波；开/闭运算、Top-Hat变换
中值形态学
15
维纳滤波
最小均方误差准则；维纳-霍夫方程；非因果/因果维纳滤波
维纳MMSE
16
非线性滤波
中值滤波深入；双边滤波(边缘保持)；非局部均值滤波(NLM)
双边滤波NLM
17
稀疏表示与压缩感知
L0/L1范数、字典学习；测量矩阵、重构算法；OMP/ISTA
稀疏压缩感知
18
深度学习去噪
自编码器(AE/DAE/VAE)；DnCNN、FFDNet；生成对抗网络(GAN)
CNNGAN
19
多尺度分析
拉普拉斯金字塔；高斯金字塔；方向滤波器组
金字塔多尺度
20
统计估计方法
最大似然估计(MLE)；最大后验估计(MAP)；贝叶斯估计
MLEMAP贝叶斯
21
正则化方法
Tikhonov正则化；全变分(TV)正则化；L1/L2正则化
TikhonovTV
22
盲源分离
盲源分离问题描述；ICA回顾；稀疏成分分析(SCA)
盲源分离SCA
23
自适应噪声抵消
参考信号、误差反馈；LMS自适应滤波器；NLMS与RLS
LMSNLMSRLS
24
相位噪声抑制
激光线宽、机械振动；相位锁定环(PLL)；差分相位测量
PLL差分相位
25
散斑噪声抑制
相干光、粗糙表面；负指数分布；多帧平均/偏振散斑/空间滤波
散斑偏振
26
条纹分析中的噪声处理
背景归一化、对比度增强；相移法/傅里叶变换法；相位解包裹
条纹解包裹
27
光谱测量中的噪声处理
基线校正、平滑、归一化；SG滤波、小波去噪；光谱特征提取
光谱SG滤波
28
干涉测量中的噪声处理
去直流、归一化；相移法/空间载波法；振动补偿
干涉振动补偿
29
实时噪声抑制系统
FPGA/DSP/GPU架构；流水线处理；资源优化
实时FPGA流水线
30
综合案例：激光干涉仪噪声抑制
系统设计、噪声源分析、多级降噪策略、实验结果分析
综合案例激光干涉