[发明专利]基于混合傅立叶-小波分析的探地雷达信号降噪方法

摘要

本发明提供了一种基于混合傅立叶‑小波分析的探地雷达信号降噪方法，通过对探地雷达回波信号进行多尺度小波分解，并利用阈值函数对小波系数进行更新，继承了傅立叶变换频域高分辨率的优点，并克服了傅立叶变换不适应于非平稳信号，不能提取局部时间段的频率特征信息的不足，充分利用了小波变换局部化与自动变焦的优点，弥补了小波变换对于低频噪声去除效果不佳的缺陷；充分考虑探地雷达的具体特性，给出了使用过程中每一步骤的具体公式，对于实际应用中不同的探地雷达，可以直接代入其采样率，中心频率、带宽等参数进行去噪处理，操作简便。

主权项

1.一种基于混合傅立叶‑小波分析的探地雷达信号降噪方法，其特征在于，包括：步骤A：输入探地雷达回波信号，并对所述探地雷达回波信号进行保守频域滤波；步骤B：选取小波基并确定小波分解级数；步骤C：对所述探地雷达回波信号进行小波多尺度分解，得到各级分解尺度的小波系数；步骤D：计算各级分解尺度的阈值并选择阈值函数，得到更新后的各级分解尺度的小波系数；步骤E：基于所述更新后的各级分解尺度的小波系数，对探地雷达回波信号进行重构；以及步骤F：对重构后的探地雷达回波信号进行频域修正，输出去噪后的探地雷达回波信号；所述步骤A包括：输入探地雷达回波信号，将所述探地雷达回波信号通过零相位带通滤波器，所述零相位带通滤波器的上截止频率fH和下截止频率fL的计算公式为：其中，f为探地雷达的中心频率，B为探地雷达的带宽；所述步骤B的小波分解级数的计算公式为：其中，n为小波分解级数，表示向上取整，f_s为探地雷达的采样率，f为探地雷达的中心频率，B为探地雷达的带宽；所述步骤D的各级分解尺度的阈值的计算公式为：其中，T为阈值，N为各级分解尺度的小波系数的个数，σn为噪声标准差估计值，median(·)表示求取中位数，W1H为第一级分级尺度的高频系数；所述步骤D的阈值函数的计算公式为：其中，T为阈值，y为各级分解尺度的小波系数值，Tsoft(y)为更新后的各级分解尺度的小波系数值。