提出了基于灰度图像直方图均衡与梯度法相结合的技术，应用于相干光时域反射计(COTDR)光纤传感信号处理，以COTDR 同一光脉冲所探测得到的信号为行向量，以一组光脉冲探测得到的同一空间位置的信号为列向量，构建了相干传感信号的二维灰度图像，通过计算灰度图像的梯度，并结合图像直方图均衡处理，降低了由环境干扰所引入的噪声信号，提高了系统对振动信号的分辨力。采用该技术，基于传感光纤长度为2.5 km 的COTDR 系统，有效地识别了压电陶瓷所施加的振动信号。