[发明专利]一种地面核磁共振信号提取方法

权利要求书

1.一种地面核磁共振信号提取方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤(1):利用地面核磁共振地下水探测仪器采集到一组MRS含噪数据；

步骤(2):利用统计方法判断是否存在尖峰噪声，如果存在，去除尖峰噪声并用插值结果代替，如果不存在，则测量数据保持不变；

步骤(3):将去除尖峰噪声的数据，利用谐波建模的方法去除工频谐波噪声；

步骤(4):对步骤(3)的结果进行自相关和叠加处理减小随机噪声；

步骤(5):对步骤(4)后的结果进行MRS信号参数提取；

步骤(3)中的建模方法的具体步骤为：

步骤3a：设定工频谐波基频的搜索范围以及步长进行粗扫；

步骤3b：将工频谐波模型转化为Ax＝b的形式，解包含测量数据的线性方程组，得到工频各谐波频点的系数矩阵；

步骤3c：计算工频谐波基频搜索范围内不同扫描值的模型估计值；

步骤3d：计算模型估计值与测量数据差值的2范数；

步骤3e：确定使误差2范数取得最小值的频点，从而获得两侧相邻的频点；

步骤3f：将步骤3e中得到的两侧相邻频点作为下一次扫描范围，选取适当步长再次扫描；

步骤3g：判断是否达到扫描设定的次数，如果达到，则根据误差2范数最小的频点进行工频谐波建模；否则重复步骤3c～3g；

步骤3h:从步骤(2)的结果中减去工频谐波模型，去除工频谐波噪声；

所述的步骤(4)中对步骤(3)得到的结果进行自相关和叠加处理减小随机噪声的具体步骤为：

步骤4a：将MRS信号代入自相关函数公式，修改积分上下限，求得MRS信号的自相关表达式；

步骤4b：判断采集时间是否大于1s，如果大于1s截取自相关结果的前半段用近似，其中e₀为初始振幅、为弛豫时间、f为拉莫尔频率和τ为自相关时间间隔；如果小于1s自相关结果用近似，其中t_max为时间最大值；

步骤4c：基于步骤4b的判断后将多次测量数据的自相关结果进行叠加，进一步减小随机噪声。

2.按照权利要求1所述的地面核磁共振信号提取方法，其特征在于，步骤3a设定工频频点的搜索范围49.9Hz～50.1Hz，以步长为0.03Hz进行粗扫。

3.按照权利要求1所述的地面核磁共振信号提取方法，其特征在于，步骤3f：步长为(f_m2-f_m1)/M，其中f_m1，f_m2分别为最小值频点的两侧相邻频点，其中M＝3～7。

4.按照权利要求1所述的地面核磁共振信号提取方法，其特征在于，步骤3g扫描设定的扫描次数为3-7次。

5.按照权利要求1所述的地面核磁共振信号提取方法，其特征在于，所述的步骤(5)中对步骤(4)得到的结果进行参数提取的具体步骤为：步骤5a:对步骤(4)中叠加的数据进行希尔伯特变换，再通过低通滤波，转化为两个正交分量；

步骤5b:利用非线性拟合方法求解MRS信号的特征参数A₀和弛豫时间其中再计算初始振幅e₀结果，参数提取结果为初始振幅e₀和弛豫时间