[發明專利]一種煤礦井下低信噪比微震信號消噪濾波方法

有效

• 申請號: 201410184828.7
• 申請日: 2014-05-05
• 公開（公告）號: CN103982241B
• 公開（公告）日: 2016-11-16
• 發明（設計）人: 孫紅梅;賈瑞生;趙同彬;傅游;于建志
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 李江

1.一種煤礦井下低信噪比微震信號消噪濾波方法,?其特征在于：所述消噪濾波方法包括以下步驟：

步驟S101：讀取含噪微震信號監測數據時序序列X(t)，t=0,1,...,T，然后進入步驟S102；

在步驟S102：對含噪微震信號X(t)進行EMD分解，分解終止條件有兩個：

在含噪微震信號X(t)的數據集中，其極值點個數和過零點的數目相等或最多差1個；

在任意點，由局部極大值構成的上包絡線和由局部極小值構成的下包絡線的均值為零；含噪微震信號X(t)經EMD分解后得到一系列IMF分量，這些IMF分量按頻率從大到小順序排列，然后進入步驟S103；

步驟S103：剔除高頻IMF分量，對剩余的IMF分量進行重構，得到消噪濾波后的微震信號。

2.如權利要求1所述的消噪濾波方法,?其特征在于：所述對含噪微震信號X(t)進行EMD分解包括以下步驟：

開始于步驟S201：找出曲線X(t)上的局部極大值，然后進入步驟S202；

在步驟S202：采用三次樣條函數插值擬合出局部極大值的上包絡線，然后進入步驟S203；

在步驟S203：找出曲線X(t)上的局部極小值，然后進入步驟S204；

在步驟S204：用三次樣條函數插值擬合出局部極小值的下包絡線，然后進入步驟S205；

在步驟S205：根據上包絡線與下包絡線得到均值包絡線，記為m(t)，然后進入步驟S206；

在步驟S206：求出含噪微震信號X(t)與均值包絡線m(t)之差，記為h(t),則：h(t)=X(t)-m(t)，然后進入步驟S207；

在步驟S207：判斷差值h(t)是否滿足EMD分解終止的兩個條件，如果是，則進入步驟S208；否則,令X(t)=h(t)，返回步驟S201繼續分解；

在步驟S208，經過k次迭代分解后，滿足前述EMD分解終止的兩個條件，就得到了含噪微震信號X(t)的一個IMF分量c(t)，然后進入步驟S209；

在步驟S209：從含噪微震信號X(t)中減去該信號的高頻部分c(t)，得到頻率較低的信號殘差r(t)，即r(t)=X(t)-c(t),然后進入步驟S210；

在步驟S210，判斷信號殘差r(t)是否可分解，如果是，令X(t)=r(t)，返回步驟S201繼續分解，否則，進入步驟S211；?

在步驟S211，經過n次分解，得到一系列的IMF分量c_i(t)，i=1,2，…,n和最后一個不可分解的信號殘差res.。

3.如權利要求2所述的消噪濾波方法,?其特征在于：所述EMD分解終止的兩個條件可表示為：?

其中，h_k(t)是指在第k次迭代過程中信號h_(k-1)(t)與其均值包絡線m_(k-1)(t)之差,即：h_k(t)=h_(k-1)(t)-?m_(k-1)(t)；

當SD值介于[0.2,0.3]之間時，分解終止。