基于相关建模检测的磁共振探水同频消噪方法

发布时间：2021-02-26 22:21

　　地面磁共振技术能够对地下水进行直接探测,具有定性定量的优点,是一种新兴的地球物理方法.然而,磁共振信号只有纳伏级,极其微弱,易受环境噪声干扰,尤其是具有拉莫尔频率的噪声,在时频域上均与信号重叠,难以有效去除,导致提取的信号参数准确度低、反演解释误差较大.本文针对同频噪声干扰问题,提出了相关建模检测（CMDT）方法,通过相关方法实现频谱迁移和低通滤波,结合信号和噪声特征建立数学模型,采用模型变换实现同频噪声的抑制,并利用最小二乘指数拟合方法提取高精度SNMR信号.为了对新方法进行定量分析,以验证其效果,对含有不同幅度的同频噪声和磁共振信号进行仿真实验,实验结果表明在信噪比为-31.17 dB的情况下,所有参数的最大提取误差不大于1.22%,验证了新方法能够在压制同频噪声的同时提取出高精度信号参数.为了模拟野外情况,在同频噪声和信号数据中加入随机噪声进行实验,结果表明当信噪比大于-10.12 dB时,CMDT方法仍可以获取有效的信号.因此,本文的研究为处理含有同频噪声干扰的实际SNMR信号数据提供了理论依据,为后期高精度反演提供了技术支撑. 

【文章来源】：地球物理学报. 2020,63(08)北大核心

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

常规SNMR信号处理工作流程

其中t为采样时刻,s(t)为SNMR全波信号,nc(t)表示同频噪声.本文基于CDT理论,并结合SNMR信号特征,提出基于相关建模的磁共振信号同频噪声抑制算法,进而从含有同频噪声的数据中提取出有效信号s(t).基于相关建模的磁共振信号同频噪声抑制算法流程如图3所示,其过程可分为三个步骤:首先将包含同频噪声的SNMR全波信号数据做相关检测处理,即原始数据分别与同相参考信号和正交参考信号相乘实现频谱迁移,再进行积分变换或低通滤波获取低频分量;其次,进行相关建模,即对两相通道的输出结果求导以消除同频噪声干扰项,再与指数因子相乘后求导变换,获取只含有SNMR信号参数的方程;最后,通过两个通道输出结果,建立方程组,利用最小二乘指数拟合方法提取SNMR信号的所有关键参数.整个过程既能压制同频噪声干扰,又能提取出信号参数.

基于相关建模的磁共振信号同频噪声抑制算法流程如图3所示,其过程可分为三个步骤:首先将包含同频噪声的SNMR全波信号数据做相关检测处理,即原始数据分别与同相参考信号和正交参考信号相乘实现频谱迁移,再进行积分变换或低通滤波获取低频分量;其次,进行相关建模,即对两相通道的输出结果求导以消除同频噪声干扰项,再与指数因子相乘后求导变换,获取只含有SNMR信号参数的方程;最后,通过两个通道输出结果,建立方程组,利用最小二乘指数拟合方法提取SNMR信号的所有关键参数.整个过程既能压制同频噪声干扰,又能提取出信号参数.2.2 基于相关建模的同频消噪算法


本文编号：3053257