[發明專利]一種基于變分模態分解的磁共振測深信號噪聲濾除方法

有效

• 申請號: 201910070699.1
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109828318B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 嵇艷鞠;劉健楠;田寶鳳;龐奕荻;王鈺戈
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01V13/00
• 分類號: G01V13/00
• 代理公司: 沈陽銘揚聯創知識產權代理事務所(普通合伙) 21241
• 代理人: 屈芳

本發明涉及一種磁共振測深(Magnetic Resonance Sounding,MRS)信號噪聲濾除領域，具體是一種基于變分模態分解的磁共振測深信號噪聲濾除方法主要用于處理磁共振測深信號中的工頻諧波噪聲及隨機白噪聲。提出“三VMD”分解的方式以更好地實現含噪MRS信號中噪聲的有效去除。對磁共振測深找水儀采集到的MRS信號經帶通濾波后進行傅里葉變換，確定其中含有的工頻諧波干擾及單頻干擾的頻率及個數，通過第一、二、三次VMD分解分別去除含噪MRS信號中高斯白噪聲、大部分工頻和距信號最近的工頻，最終提取得到目標MRS信號。本發明不僅解決了應用傳統模態分解方法后慣有的模態混疊問題，與傳統MRS信號去噪方法相比，具有信噪比高、自適應性強等優點。

技術領域

本發明涉及一種磁共振測深(Magnetic Resonance Sounding,MRS)信號噪聲濾除領域，具體是一種基于變分模態分解的磁共振測深信號噪聲濾除方法。

背景技術

地面核磁共振又稱磁共振測深(Magnetic Resonance Sounding,MRS)，由于其直接對地下水中的氫質子敏感，因而是目前世界上唯一能夠定量確定地下水存儲狀態的方法。該方法通過人工產生的交變電磁場激發地下水中的氫質子，受到激發的氫質子產生能級躍遷。當撤銷人工場后，采集系統接收氫質子釋能回遷時感應出的MRS信號，實現對地下水的探測。全波核磁共振信號的一般表達式為：該式包含MRS信號的四個關鍵參數：E₀、f_L、分別表示與地層含水量相關的信號初始振幅、與含水層孔隙度相關的弛豫時間(自由水的弛豫時間范圍為30ms-1000ms)、不同區域具有不同數值的拉莫爾頻率、與含水層導電性相關的初始相位。

目前常用的磁共振測深信號的降噪濾波方法有經驗模態分解、集成經驗模態分解和小波分析等，這些方法運行速度慢、抑噪性能差、提取精度低、實時性較弱。如在分解過程中會產生模態混疊現象，即分解得到的一個或多個模態分量中包含差異極大的特征時間尺度,信號和噪聲混疊在一個或多個模態分量中,很難達到有效的降噪濾波效果。