一种联合EMD与TFPF算法的全波磁共振信号随机噪声消减方法技术

本发明专利技术涉及一种联合EMD与TFPF算法的全波磁共振信号随机噪声消减方法，是一种不需要设计滤波区间的“盲”滤波方法。首先利用EMD算法的分解特性，将全波磁共振信号分解成不同本征模态分量，再使用TFPF算法将信号主导模态分量编码为单位幅度解析信号的瞬时频率，利用解析信号的时频分布沿着瞬时频率集中的特性来抑制随机噪声。该方法需要较少的滤波约束条件，操作简单，不需要在时频域设计滤波区间，对于低信噪比的全波磁共振信号具有较强的适应性。显著提高探测效率，一次测量即可获得较好的消噪效果，有效消减随机噪声的同时不损失信号成分，可显著增强信噪比，提高了后期反演解释的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种联合EMD与TFPF算法的全波磁共振信号随机噪声消减方法
：本专利技术涉及一种核磁共振测深(MagneticResonanceSounding,MRS)信号噪声消减方法，尤其是利用基于EMD与TFPF联合算法原理消减全波磁共振信号中所含随机噪声的数据处理方法。
技术介绍
：磁共振地下水探测技术是一项新兴的地球物理探测技术，由于其具有直接探测和定量评估的优点，近年来受到了广泛的关注，并取得了快速的发展。目前，已经由理论研究逐步发展到研制比较成熟的仪器探测系统，并在一些地区进行了实地测量，成功探测到浅层地下水资源，对改善目前国家贫水现状以及预测由地下水引起的地质灾害具有重要的意义。但由于地下水中受激氢质子弛豫产生的磁共振信号幅度很小(纳伏级1nV＝10-9V)，极易受到各种环境噪声干扰。对于随机噪声干扰，由于其频带分布范围广、与有效信号交织在一起，难以去除，严重影响了信号的信噪比，导致在后期进行反演解释时出现较大误差。因此，有效的消除随机噪声获取可靠的磁共振信号将为提高反演解释结果的准确性奠定重要的基础。专利CN104459809A公开了一种“基于独立成分分析的全波核磁共振信号噪声滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种联合EMD与TFPF算法的全波磁共振信号随机噪声消减方法，其特征在于，包括以下步骤：a、对核磁共振地下水探测仪采集的全波磁共振观测信号X(n)进行EMD分解(n为离散样本点)，从高频到低频分解出i个不同的本征模态分量C1(n)，…，Ci(n)以及一个趋势项Ri(n)，X(n)＝C1(n)+L+Ci(n)+Ri(n)；b、对本征模态分量C1(n)，…，Ci(n)以及趋势项Ri(n)进行傅里叶变换和自相关分析，综合傅里叶变换结果和自相关分析结果得到噪声主导的模态分量和信号主导的模态分量，提取出信号主导的模态分量c1(n)，…，cj(n)(j为信号主导的模态分量个数)；c、使用TFPF方法对信号...

【技术特征摘要】
1.一种联合EMD与TFPF算法的全波磁共振信号随机噪声消减方法，其特征在于，包括以下步骤：a、对核磁共振地下水探测仪采集的全波磁共振观测信号X(n)进行EMD分解(n为离散样本点)，从高频到低频分解出i个不同的本征模态分量C1(n)，…，Ci(n)以及一个趋势项Ri(n)，X(n)＝C1(n)+L+Ci(n)+Ri(n)；b、对本征模态分量C1(n)，…，Ci(n)以及趋势项Ri(n)进行傅里叶变换和自相关分析，综合傅里叶变换结果和自相关分析结果得到噪声主导的模态分量和信号主导的模态分量，提取出信号主导的模态分量c1(n)，…，cj(n)(j为信号主导的模态分量个数)；c、使用TFPF方法对信号主导的模态分量c1(n)，…，cj(n)分别进行处理，消除各模态分量中所含的随机噪声，得到信号分量s1(n)，…，sj(n)；d、对处理后得到的信号分量s1(n)，…，sj(n)进行相加，得到最终不含随机噪声干扰的全波磁共振信号s(n)，s(n)＝s1(n)+L+sj(n)。2.按照权利要求1所述的一种联合EMD与TFPF算法的全波磁共振信号随机噪声消减方法，其特征在于，所述步骤a中的EMD算法的具体步骤为：首先，识别观测信号X(n)的所有极大值点和所有极小值点，分别对所有极大值点和所有极小值点进行三次样条插值得到数据的上包络曲线Emax(n)和下包络曲线Emin(n)；其次，计算上、下包络曲线对应的平均值，得到均值曲线F1(n)；第三，将观测信号X(n)与平均值F1(n)作差得到细节分量H1(n)，判断该细节分量是否为本征模态函数，判断条件为：①、函数的均值为零、局部对称，并且过零点个数和极值点个数相同或至多相差一个；②、任意时刻函数上、下包络值之和恒为零；如果不满足条件，继续对H1(n)重复前两个步骤，直到满足条件，得到第一个本征模态分量C1(n)；第四，将第一个本征模态分量C1(n...

【专利技术属性】
技术研发人员：林婷婷，张扬，李玥，万玲，林君，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22