[发明专利]瞬变电磁探测回波信号的降噪方法

权利要求书

1.基于特征提取自适应的瞬变电磁探测接收信号降噪方法，其特征在于步骤如下：

I、对瞬变电磁探测接收信号进行经验模式分解

首先获得信号数据x(t)的所有极值点，将所有的局部最大值用三次样条插值函数形成数据的上包络，同理，将所有的局部最小值用三次样条插值函数形成数据的下包络，上下包络应覆盖所有的数据点，其均值记作m₁，从原数据序列中减去该均值得到第一个分量h1：

h₁＝x(t)-m₁

上述过程称作“筛”，

第二次“筛”的过程中，把h₁看作待处理数据，其包络均值为m₁₁，则有

h₁₁＝h₁-m₁₁

该过程重复k次，

h_1k＝h_1(k-1)-m_1k

直到h_1k满足固有模式函数的条件为止，于是就从原信号数据中分解出第一个固有模式函数分量，记作：

c₁＝h_1k

计算连续两次筛分结果的标准差SD的值：

SD=Σk=1n|h1(k-1)(t)-h1k(t)|2h1(k-1)2(t)]]>

满足0.2＜SD＜0.3时，第一回合“筛”的过程结束，得到第一个固有模式函数分量c₁，该分量为原信号数据中的最高频率分量，

从原信号数据中分离出第一个固有模式函数分量c₁，得到残余信号r₁：

x(t)-c₁＝r₁

r₁仍包含原信号数据中的频率信息，将其作为新的信号重复上述的“筛”的过程，得到第二个固有模式函数分量c₂，以此类推；

r₁-c₂＝r₂

......

r_n-1-c_n＝r_n

当最后得到的固有模式函数分量c_n或残余信号r_n的值小于预先的设定值0.2～0.3时，或者最后的残余信号r_n为单调函数时，经验模式分解过程结束；原信号数据被经验模式分解为n个固有模式函数分量和一个残余量r_n：

x(t)=Σi=1nci+rn]]>

II、信号的模式判别

噪声的固有模式函数分量的能量分布都是统一递减的，据此判断固有模式函数分量是否为噪声主导：

i、固有模式函数分量能量的计算

对每一个固有模式函数分量c_i计算其平方的模，作为其能量E_i，计算公式为：

ii、信号的模式判别

当第一个固有模式函数分量c₁的能量与其它的固有模式函数分量的能量相比为最大时，第一个固有模式函数分量c₁为信号主导分量；否则，c₁为噪声主导分量；

当第q个固有模式函数分量能量E_q幅度小于2×10¹⁸(μV)²时，第q个及以后的固有模式函数分量均作为有效信号主导分量；

第二至第q-1个固有模式函数分量c_i的能量E_i与下一个的固有模式函数分量c_i+1的能量E_i+1相比，每个单调递减组中的首个固有模式函数分量为噪声主导分量，其它为有效信号主导分量；

III、剔除噪声

前四组固有模式函数分量中在步骤II判断为噪声分量的删除；

IV、滤波

对对步骤III所得的各信号主导的固有模式函数分量进行滤波；

V、信号重组

将步骤IV处理后的固有模式函数分量重新进行累加，得到了去除噪声后的信号。