基于频域对称法的磁共振数据残余噪声消除方法
2021-11-25林婷婷李玥刘大震万玲
中南大学学报(自然科学版) 2021年10期
关键词:信号
林婷婷,李玥,刘大震,万玲
(1.吉林大学仪器科学与电气工程学院,吉林长春,130026;2.地球信息探测仪器教育部重点实验室,吉林长春,130026)
磁共振测深法(magnetic resonance sounding,MRS)自20世纪80年代末期开始逐渐发展,成为最具竞争力的地球物理勘探方法之一,它具有非侵入式直接追踪含水体分布信息的优势,被广泛应用于地下水资源探测和灾害水源勘查等领域[1-3]。然而,MRS 信号非常微弱(nV 级),探测过程易受环境噪声干扰,导致反演获取的地下水信息失真。目前的数据采集技术无法完全屏蔽环境噪声,限制了MRS 方法在复杂环境中的探测潜力[4-6]。因此,如何最大限度地消除环境噪声对MRS 信号的干扰是一个亟待解决的难题。
常见的MRS 环境噪声主要分为3 类:尖峰噪声、工频谐波噪声和随机噪声[7-9]。
1)尖峰噪声通常由物体忽然放电产生,例如太阳磁暴或静电放电。其特点是持续时间短,干扰幅度大。在数据处理过程中,大幅度尖峰噪声所在的数据段会被丢弃;对于不易识别的小幅度尖峰噪声,万玲等[10]提出了基于能量运算的尖峰噪声抑制方法进行消除。LARSEN[11]以2 个级联二阶滤波器的脉冲响应建模,专用于消除来自电网的尖峰噪声。
2)工频谐波噪声较恒定,其频率固定在电力线基频的整数倍处,通常来源于电力线、变压器等工业及生活用电。WALSH[12]开发了多通道MRS地下水探测系统,基于通道间数据相关性提出了频域自适应消噪算法。这种方法可以自动调节滤波器系数跟踪工频谐波噪声峰值位置,但其作用频率范围有限,且对参考源信号成分的单一性要求较高。……
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