[发明专利]基于结构化汉克尔全变分正则化的磁异常检测方法及系统

权利要求书

1.一种基于结构化汉克尔全变分正则化的磁异常检测方法，其特征在于，包括：

S1：通过磁梯度传感器阵列采集磁异常信号，通过磁异常信号构建原始矩阵，对原始矩阵交替进行行扫描和列扫描，获得覆盖矩阵；

S2：通过结构化汉克尔变换算子将覆盖矩阵变换为块状汉克尔矩阵，对块状汉克尔矩阵进行奇异值分解，获得目标矩阵；

S3：通过目标矩阵并引入全变分正则项构建ST-TVR模型；

S4：通过粒子群算法对ST-TVR模型进行参数寻优，获得优化后的ST-TVR模型，通过ADMM算法对优化后的ST-TVR模型进行求解，获得去噪后的磁异常信号。

2.根据权利要求1所述的基于结构化汉克尔全变分正则化的磁异常检测方法，其特征在于，步骤S1具体为：

S11：通过多组磁异常信号构建大小为a×b的原始矩阵；

S12：设置大小为m×n的滑动窗，通过滑动窗对原始矩阵交替进行列扫描和行扫描，获得覆盖矩阵S，覆盖矩阵S中元素的表达式为：

其中，i为覆盖矩阵的行编号，j为覆盖矩阵的列编号，x_i,j为原始矩阵中的元素，i＝1,2,…,a-m+1；j＝1,2,…,b-n+1；a、b、m和n均为大于0的正整数，且m小于a，n小于b。

3.根据权利要求1所述的基于结构化汉克尔全变分正则化的磁异常检测方法，其特征在于，步骤S2具体为：

S21：通过结构化汉克尔变换算子H将覆盖矩阵变换为块状汉克尔矩阵，结构化汉克尔变换的表达式为：

H(S)＝[H(S_i,j)]

＝[H(S_1,1) H(S_1,2)…H(S_1,b-n+1) H(S_2,1) H(S_2,2)…H(S_2,b-n+1)…H(S_a-m+1,b-n+1)]^T

其中，i为覆盖矩阵的行编号，j为覆盖矩阵的列编号，i＝1,2,…,a-m+1；j＝1,2,…,b-n+1；a、b、m和n均为大于0的正整数，且m小于a，n小于b；

S22：对块状汉克尔矩阵进行奇异值分解，获得原始重构信号计算公式为：

其中，S^*为干净无噪声的理想磁信号，r为已知的真实无噪磁信号的秩；

通过原始重构信号构建目标矩阵

4.根据权利要求1所述的基于结构化汉克尔全变分正则化的磁异常检测方法，其特征在于，步骤S3中所述ST-TVR模型的表达式为：

其中，为目标矩阵，是数据保真项，是核范数正则项，是全变分正则项，为求变分符号，λ₁为第一参数，λ₂为第二参数。