[发明专利]一种核磁共振找水仪磁共振响应信号参数提取方法及系统

权利要求书

1.一种核磁共振找水仪磁共振响应信号参数提取方法，包括：获取N个时刻的实测磁共振响应信号数据；其特征在于，还包括：

在所述实测磁共振响应信号数据中，取前N-1个时刻的实测磁共振响应信号数据组成第一观测向量，取后N-1个时刻的实测磁共振响应信号数据组成第二观测向量；所述第一观测向量张成的信号子空间与所述第二观测向量张成的信号子空间的维数相同；

将所述第一观测向量和所述第二观测向量进行合并，形成观测矩阵；

结合总体最小二乘法和旋转不变参数法对所述观测矩阵进行运算，得到旋转算子；所述旋转算子为所述第二观测向量张成的信号子空间相对所述第一观测向量张成的信号子空间的空间角度，所述旋转算子为平均衰减时间的函数；

由所述旋转算子计算得到所述平均衰减时间；所述平均衰减时间用于反映地下含水层平均孔隙度的信息；

利用所述平均衰减时间，将所述实测磁共振响应信号数据转换成正弦信号加噪声的形式；

对所述正弦信号进行快速傅氏变换得到初始振幅，所述初始振幅包含地下含水量信息。

2.根据权利要求1所述的一种核磁共振找水仪磁共振响应信号参数提取方法，其特征在于，所述结合总体最小二乘法和旋转不变参数法对所述观测矩阵进行运算，得到旋转算子，具体包括：

对所述观测矩阵进行自相关运算，得到所述观测矩阵的自相关矩阵；

对所述观测矩阵的自相关矩阵进行特征值分解，得到两个特征值；

确定所述两个特征值中的较大特征值所对应的特征矢量为信号子空间特征向量；所述信号子空间特征向量包括第一部分和第二部分；所述第一部分与所述第一观测向量相对应，所述第二部分与所述第二观测向量相对应；

根据所述第一部分和第二部分计算因数矩阵ψ；所述因数矩阵ψ为保证使所述第二部分乘以所述因数矩阵ψ的结果等于所述第一部分的矩阵；

对所述因数矩阵ψ进行特征值分解，得到所述旋转算子。

3.根据权利要求2所述的一种核磁共振找水仪磁共振响应信号参数提取方法，其特征在于，所述根据所述第一部分和第二部分计算因数矩阵ψ，具体包括：

由所述第一部分和第二部分构造自相关矩阵并进行奇异值分解，得到左奇异矩阵；

利用所述左奇异矩阵的子矩阵计算因数矩阵ψ。

4.根据权利要求3所述的一种核磁共振找水仪磁共振响应信号参数提取方法，其特征在于，所述由所述第一部分和第二部分构造自相关矩阵并进行奇异值分解，得到左奇异矩阵，具体包括：

将所述第一部分和所述第二部分构造自相关矩阵，得到信号子空间自相关矩阵；

对所述信号子空间自相关矩阵进行奇异值分解，得到左奇异矩阵和右奇异矩阵；所述左奇异矩阵和所述右奇异矩阵均为2×2维矩阵。

5.根据权利要求3所述的一种核磁共振找水仪磁共振响应信号参数提取方法，其特征在于，所述利用所述左奇异矩阵的子矩阵计算因数矩阵ψ，具体包括：

将所述左奇异矩阵U分解为四个1×1维小矩阵，分别为第一行一列小矩阵U₁₁、第一行二列小矩阵U₁₂、第二行一列小矩阵U₂₁和第二行二列小矩阵U₂₂

根据所述第一行二列小矩阵U₁₂和所述第二行二列小矩阵U₂₂计算所述因数矩阵ψ

Ψ＝-U₁₂U₂₂^-1。