[发明专利]一种地面核磁共振信号提取方法

摘要

本发明具体是利用基于工频谐波建模和自相关的地面核磁共振信号提取方法。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。本发明方法解决了磁共振测深找水工作中由于强工频谐波干扰和随机噪声造成的MRS信号有效提取的难题，获取的MRS信号关键特征参数的拟合误差较小。

主权项

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。