微弱信号检测技术是测量技术中的一个分支,是将微弱的有用信号从噪声背景中提取出来的一种技术,近年来已成为研究热点。与传统的通过抑制噪声的检测技术相比,基于随机共振的弱信号检测方法是一种新颖的弱信号检测方法。它利用信号、噪声和系统三者的协同作用将一部分噪声能量转换为信号能量,使弱信号得到加强,从而达到检测微弱输入信号的目的。本文主要讨论了单稳态系统的逻辑随机共振机制以及其在图像去噪中的应用。首先,研究了方波输入信号时,单稳态系统在高斯白噪声和色噪声作用下,系统参数以及噪声强度对逻辑运算成功率的影响。仿真结果表明:单稳态系统能够产生逻辑随机共振现象;在相同参数下,逻辑运算成功率达到最大的高斯白噪声强度带宽比高斯色噪声对应的带宽宽;并且单稳态系统能够有效识别被强噪声污染的多级方波信号。然后,分别研究了串联单稳态系统和并联单稳态系统情况下,系统参数以及高斯白噪声强度对逻辑运算成功率的影响。仿真结果表明:串联与并联单稳态系统比较,串联单稳态系统的逻辑随机共振现象可在较大宽度带的噪声强度范围内实现,同时并联单稳态系统比单个单稳态系统或串联单稳态系统性能差。最后,将串联单稳态系统用于图像去噪,并将串联单稳态系统扩展到多级,研究其对二值图像去噪效果的影响。研究表明串联单稳态系统的图像去噪效果总体来说要强于单个单稳态系统;不同串联级数的单稳态系统在不同的噪声强度带内能够达到最佳的去噪效果,因此实际应用中,应根据图像受噪声干扰的程度,选择最优的单稳态系统的串联级数及参数。