基于Shearlet变换的探地雷达数据噪声压制研究

应用探地雷达(GPR)探测地下目标分布状况时,接收数据中的有效信号往往容易受噪声及空气直达波等的干扰,增加地下目标识别的难度,影响地下目标识别的准确性.Shearlet变换在图像和地震数据去噪上的成功应用说明其去噪能力的优越性.但应用Shearlet变换对数据进行降噪处理时,阈值的选择对去噪效果影响较大.为了提高应用Shearlet变换对探地雷达数据进行去噪处理时的效果,本文提出了一种结合奇异值分解的Shearlet变换噪声压制方法.该方法能有效去除随机噪声,增强有效反射信号.将该方法应用到仿真和实测探地雷达数据处理中,结果证实了该方法的有效性.     

二维小波变换在矿井地质雷达信号中的应用

在矿井地质雷达探测中有各种噪声干扰,为使得回波信号能准确清晰地反映目标体,必须对其进行处理,而常规的去噪方法效果不理想.采用小波变换的时频分析方法,能有效地消除噪声干扰,保留有效波信号中的低、中、高频成分.同时考虑到空间上道集的相关性,运用二维小波变换的理论,选择合适的小波基,并采用阀值量化的思想,通过分解和重构,得到去噪后的地质雷达记录.经过模型数据的研究和对矿井雷达数据的应用表明,二维小波变换具有较强的信噪分离能力,能够提高记录的信噪比和分辨率.     

小波变换在地质雷达信号处理中的应用

地质雷达信号处理的关键是去除噪声提取有用信息。小波变换是近年发展起来的信号处理手段,通过设定不同的尺度参数,来提取不同空间域的信号。将小波变换用于雷达信号处理中,阐述了小波变换用于信号去噪的基本原理,实际应用结果表明,去噪效果良好,提高了信噪比。     

永磁直线同步电机垂直运输系统弱信号的检测

在分析小波包变换具有良好的时频特性基础上,根据信号和噪声具有不同的小波特性,采用浮动阈值去噪的方法,解决了低信噪比情况下弱信号的检测。仿真结果表明,采用小波包去噪可改善系统对信号的检测能力。     

基于小波变换的矿震信号去噪方法研究与应用

从小波变换的基本原理出发,对实际矿震信号进行了去噪处理,通过用傅里叶变换和小波变换对北京木城涧煤矿实际矿震信号去噪效果分析,小波变换在对非平稳的矿震信号去噪方面有着傅里叶分析不可比拟的优点。并探索了不同的小波基和阈值选取准则以及分解尺度对矿震信号去噪结果的影响。     

基于HHT法的煤冲击破坏SHPB测试信号去噪

针对分离式霍普金森杆（SHPB）测试信号的高噪声、持时短、突变快等特点,利用希尔伯特-黄变换（HHT）分析技术对煤冲击破坏的测试信号进行去噪处理。用经验模式分解法（EMD）分解实测的煤冲击破坏SHPB测试信号,可以得到各固有模态函数（IMF）分量及其频谱和各IMF分量的能量百分比,从而利用低通滤波将原始信号中的高频噪声有效的分离出去。利用快速傅里叶变换（FFT）频谱和Morlet小波时频谱对比分析去噪前后信号的特征,定性的说明HHT法可以用于煤冲击破坏SHPB信号的去噪处理。通过计算去噪后信号的信噪比和能量百分比,定量的说明HHT法充分保留了煤冲击破坏SHPB信号本身的瞬态非平稳特征,去噪效果显著,方法简捷,结果可靠。     

基于小波变换阈值方法的地震信号去噪研究

提高地震信号的信噪比,对地震勘探数据的处理具有非常重大的意义。小波变换能把信号分解在多个尺度上,不同尺度上的小波变换系数代表原信号在不同分辨率上的信息。地震能量主要集中在信号的低频段,利用信号在不同的尺度上进行小波分解,可以进行地震信号的去噪处理。     

基于ITD算法的微震信号到时精确拾取

基于固有时间尺度分解（ITD）及其精确提取的瞬时振幅和瞬时频率信息,对信号时频去噪的基础上,应用长短时均值比例函数（STA/LTA）和瞬时频率信息,构建了一种精确拾取初至震相到时的方法。对监测的微地震信号初至波到时拾取应用表明,提出方法较采用最优基小波包去噪信号经小波变换分解的单尺度信号拾取到时有效拾取率和可靠性高。     

基于小波变换模糊聚类的噪声消除算法

通过分析信号和噪声的小波变换系数在不同尺度上的传播特性,结合模糊聚类方法,提出了一种新的消除图像噪声算法-LEFC去噪算法。实验表明,该算法与其他几种小波软阈值去噪算法相比,更具有效和稳健的去噪效果。当噪声率超过40％时,其优越性更加突出。     

探地雷达信号直达波的去除

基于探地雷达信号直达波的特点,应用二维物理小波作为基本小波对探地雷达信号进行小波变换,选择合适的小波尺度估计直达波干扰进而去除直达波.通过对两个实测探地雷达资料的处理,验证了该方法的有效性,与二维连续有向小波变换方法进行对比具有占用内存小、计算速度快的特点.     

探地雷达信号子波提取及互相关滤波

该文简述了在反射系数为白噪声条件下探地雷达记录道中零相位子波的提取 ,并用提取的子波对探地雷达信号进行互相关滤波的方法原理及编写的相应的程序。应用所编程序对合成的水平层状探地雷达剖面和弯曲层状探地雷达剖面进行子波提取及互相关滤波处理。结果表明 :应用该文所介绍的处理方法不但能有效压制探地雷达信号中的随机干扰而且能精确确定反射波的起跳点。     

基于Curvelet变换的地震资料弱信号识别及去噪方法

针对地震资料中背景噪声较强,有效弱信号淹没其中难以识别,且在时间域地震有效信号和随机噪声又较难分离的问题,尝试将其通过Curvelet变换进行信噪分离。在Curvelet的不同尺度域采用自适应阈值函数对噪声进行压制,保留有效信号系数;同时,阈值函数中引入不同尺度域地震剖面信噪比,通过与信噪比相关的权值系数降低具有高信噪比的尺度域阈值,从而保留被随机噪声淹没的弱信号;最后对残留噪声系数再应用中值滤波,进一步压制噪声,突出弱信号。与常用于弱信号识别处理的小波变换,以及Curvelet变换的固定阈值处理方法相比,具有多尺度多方向性的Curvelet变换能够更加有效的刻画地震信号,结合自适应的阈值处理时,在弱信号识别及去噪方面具有明显优势。     

时域电性源地空电磁系统在煤炭采空积水区勘查中的应用

为实现山区复杂地形条件下,对沁水盆地东南地区煤炭采空区及采空积水区的快速、精确勘查,采用时域电性源地空电磁法对上述区域进行地球物理勘查。时域地空电磁法采用地面发射空中接收的方式,在地面布设接地长导线源,利用大功率发射机向地下发射时域方波信号,在空中利用无人机搭载接收系统沿平行于发射源的预定航线进行飞行探测获取电磁信号和测点坐标信息,发射与接收的电磁数据通过GPS时钟进行同步。利用时域电性源地空电磁探测系统,采集到了信噪比高的电磁数据,同时开展了地空电磁基线校正方法、地空电磁噪声抑制方法及视电阻率成像方法的研究,进一步提升电磁数据的质量和成像分辨率。通过对时域电性源地空电磁数据和空间坐标信息进行处理获得反应测区地电信息时间的电性源地空电磁法视电阻率,结合已知地质信息进行解释,推断解释了煤炭采空区和采空积水区的空间分布特征。时域电性源地空电磁法在极大减少地面工作量的同时,兼顾了勘探深度,因此兼具航空电磁法快速高效和地面电磁法勘探深度大的特征。本次勘查表明:利用该系统开展地空电磁勘查,可以实现工作效率4～5倍的提升,且勘探效果与已知地质信息基本吻合,表明时域电性源地空电磁探测系统可以实现对煤炭采空区的快速、精确勘查。针对本次勘查的效果,可以预期时域电性源地空电磁探测系统将在复杂地形条件下的深部资源探测、环境、工程、灾害地质调查中发挥重要的作用。     

深埋采场压架切顶诱发井下泥石流形成机理与防控

灰岩地区隧道修建过程中,制约安全高效建设的最主要因素是隧道掘进工作面前方的不良地质情况,加之溶洞、断层与破碎带等不良地质具有较强的隐蔽性,如何提高隧道短距离超前地质预报的判释水平显得尤为重要。为便于对地质雷达信号图谱特征进行定量解释,开展了基于时域有限差分法的正演模拟与室内物理模型实验。在小波变换与奇异性检测原理的基础上,构造了与地质雷达发射子波波形相似度高的雷达小波基,添加到小波分析工具箱中,提出了一种新的基于雷达小波基的小波变换时能密度法,将其应用于空洞充填物正演模拟与模型实验地质雷达信号的定量识别,并与波形分析法、Db4小波变换法和雷达小波变换法的识别结果进行比较。研究结果表明,波形分析法虽能有效识别空洞充填物的尺寸大小,但需通过反射系数等先验知识来确定空洞充填物的界面反射位于波峰或波谷;Db4小波变换模极大值法易得到地质雷达信号奇异点,但奇异点的提取位置与不同小波基的时频局部化特征有关,Db4小波变换法识别结果的相对误差约15%;雷达小波变换模极大值法与小波变换时能密度法的识别效果均较好,但小波变换时能密度法的分辨率更高,且不需选择最优尺度。当空洞充填物的尺寸大于电磁波波长时,小波变换时能密度法识别结果的相对误差小于5%。     

基于小波变换时能密度法的隧道空洞充填物识别研究

灰岩地区隧道修建过程中,制约安全高效建设的最主要因素是隧道掘进工作面前方的不良地质情况,加之溶洞、断层与破碎带等不良地质具有较强的隐蔽性,如何提高隧道短距离超前地质预报的判释水平显得尤为重要。为便于对地质雷达信号图谱特征进行定量解释,开展了基于时域有限差分法的正演模拟与室内物理模型实验。在小波变换与奇异性检测原理的基础上,构造了与地质雷达发射子波波形相似度高的雷达小波基,添加到小波分析工具箱中,提出了一种新的基于雷达小波基的小波变换时能密度法,将其应用于空洞充填物正演模拟与模型实验地质雷达信号的定量识别,并与波形分析法、Db4小波变换法和雷达小波变换法的识别结果进行比较。研究结果表明,波形分析法虽能有效识别空洞充填物的尺寸大小,但需通过反射系数等先验知识来确定空洞充填物的界面反射位于波峰或波谷;Db4小波变换模极大值法易得到地质雷达信号奇异点,但奇异点的提取位置与不同小波基的时频局部化特征有关,Db4小波变换法识别结果的相对误差约15%;雷达小波变换模极大值法与小波变换时能密度法的识别效果均较好,但小波变换时能密度法的分辨率更高,且不需选择最优尺度。当空洞充填物的尺寸大于电磁波波长时,小波变换时能密度法识别结果的相对误差小于5%。     

煤岩破裂过程电荷信号时-频域特性及降噪研究

为了拓展电荷信号综合分析手段,进一步提高电荷感应方法的煤岩体冲击地压预测准确性,将室内物理试验和理论分析相结合开展煤岩受载破坏电荷信号监测试验,基于煤岩破裂电荷信号产生机制和傅里叶变换方法获得了不同受载阶段电荷信号时-频域特征及其变化规律,并设计数字滤波器进行电荷信号降噪处理。研究结果表明:电荷时-频域信号幅值与煤岩受载变化具有良好的一致性;非接触式感应电荷信号监测装置工频白噪信号组成频率较固定,白噪时-频域信号幅值随采样频率升高明显提高;煤岩受载过程中时域信号特点为弹性后期小幅值振发型,强化损伤阶段高幅值振发型,峰后破坏阶段高幅值连续型;频域变换得出电荷信号为主频率范围1~100 Hz的甚低频率信号,且该范围内的频域信号幅值随时域信号幅值升高而显著增加,此试验结果是区别电荷信号与高频率电磁辐射信号的主要标志,基于研究结果设计了数字低通滤波器,较好的剔除了工频白噪信号同时又不失真的保留了有益信号;基于电荷信号的时-频域特性可将工频干扰信号与有益信号区分有效提高信号监测准确性,达到预测预警冲击地压发生的目的。     

基于小波算法的计算机超声图像信息系统研究

为了更好的去除超声图像噪声,该文采用了基于小波的图像去噪算法。首先对原超声图像取对数,让图像的乘性噪声变为加性噪声,然后用维纳滤波结合小波变换进行处理。处理结果表明,和几种常用的去噪算法(如中值滤波、维纳滤波、PM(Perona_Malik)算法等)相比,基于小波的方法在去除干扰噪声的同时,能够很好地保护图像的细节。     

基于小波包的机械故障信号消噪处理

在旋转机械故障诊断系统中需要获得采样信号用于系统的故障辨识或判断,而这些采样信号将不可避免地受到噪声污染,使系统辨识精度得不到提高。小波包变换的方法可以降低系统噪声影响,通过变换分解出高频噪声部分,利用小波包收缩的阈值量化方法去掉高频部分,再重构信号从而达到消噪目的。