14、信号检测与噪声处理知识解析

信号检测与噪声处理知识解析

1. 信号检测相关概念

1.1 误判概率

误判概率指错误宣告信号不存在的概率。在信号检测中，这是一个重要的指标，它反映了系统将实际存在的信号误判为不存在的可能性。

1.2 奈曼 - 皮尔逊检测器

奈曼 - 皮尔逊检测器是一种在虚警概率上限约束下，使误判概率最小化的检测器。其工作原理是在保证虚警概率不超过一定限度的前提下，尽可能准确地检测出信号，从而降低误判的可能性。

1.3 二次检测器

二次检测器利用测量值的二阶统计结构（如频谱特性）进行信号检测。对于在加性高斯噪声中检测零均值高斯信号，这种检测器具有最优结构。它通过分析信号的二阶统计特征，能够更有效地从噪声中提取出有用的信号信息。

2. 噪声相关知识

2.1 噪声的定义与来源

在信息信号处理过程中，原始信号 $s(t)$ 会因物理处理而受到干扰，输出端会出现输入时不存在的新波动，这些波动被称为噪声。噪声会限制信号的动态范围，因此人们努力将其降低到理论最小值。噪声来源主要分为以下三类：
|噪声来源|具体说明|
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|固有噪声|产生于有源器件、无源组件和导体中。其中，有源器件中电流流动的统计波动贡献的噪声最大，其次是电阻中电子的热能产生的噪声，导体中杂质和晶粒微边界电位变化产生的噪声最小。像约翰逊（热）噪声和散粒噪声等固有噪声源已被广泛研究，但低频下的额外噪声层（如 1/f 噪声或闪烁噪声、爆米花噪声或突发噪声）的物理过程仍在研究中。|
|外部干扰|包括电磁场、静电场或无线电波等。电磁场源是主要贡献者