一种联合小波阈值和维纳滤波的探地雷达信号去噪方法
2018-07-30张梦殊那振宇梁道轩熊木地刘鑫
张梦殊,那振宇,梁道轩,熊木地*,刘鑫
(1.大连海事大学信息科学技术学院,辽宁 大连 116026;2.大连理工大学信息与通信工程学院,辽宁 大连 116024)
1 引言
探地雷达是一种具有探测速度快、实时成像特点的无损探测仪器,被广泛应用在考古学[1]、地下能源勘探[2-3]、道路桥梁质量检测[4]、公共安全与军事探测[5]等领域。在实际探测过程中,为了能够使探地雷达获得更全面的目标反射回波信号特征,一般选用宽频带进行记录,这就使得在记录有效回波的同时,不可避免地将频带内的噪声也记录下来。
为了能够从含噪的雷达回波信号中准确提取出目标信号,学者们提出了各种去噪方法。许军才等[6]提出了基于集合经验模分解(EEMD, Ensemble Empirical Mode Decomposition)的探地雷达信号时域分析方法。该方法克服了经验模分解(EMD, Empirical Mode Decomposition)方法的模态混频现象,在去除信号中的白噪声时效果显著。Xun等[7]利用信号分解方式实现了主成分分析法-奇异值分解(PCA-SVD, Principal Component Analysis-Singular Value Decomposition)混合去噪方法,得到了较好的去噪效果。陈瑞鼎等[8]利用卡尔曼滤波对雷达回波信号进行杂波抑制,将原始信号分解为目标信号、背景信号和噪声信号,最后对目标信号沿空间方向进行了快速傅里叶变换,获得了较好的目标信号特征。王超等[9]提出了基于希尔伯特-黄(HHT, Hilbert-Huang)变换去除雷达回波信号噪声的方法。该方法摆脱了传统傅里叶变换的约束,但是在利用HHT变换时忽略了相邻两道雷达回波的数据影响及周围噪声的连续性。Gan等[10]提出了一种基于二维经验模态分解(BEMD, Bi-dimensional Empirical Mode Decomposition)和小波阈值的去噪方法,提高了雷达图像的解译准确度。……
