[发明专利]一种地震信号随机噪声压制处理方法

权利要求书

1.一种地震信号随机噪声压制处理方法，其特征在于，所述方法步骤如下：

(1)采用改进的自适应噪声完备集合经验模态分解方法对原始含噪地震信号s(t)进行分解得到有限个本征模态函数分量(以下称IMF分量)及残余分量R_n(t)；

(2)地震信号中的随机噪声往往分布在第一个或前几个高频IMF分量中，利用排列熵理论确定各阶IMF分量中有效信号与噪声的能量分界点l，判断含噪较多的高频数个IMF分量；

(3)依据能量分界点l对第1至l阶高频IMF分量，采用奇异值分解技术提取奇异值信息，运用奇异熵增量定阶理论滤除IMF分量中的高频噪声；

(4)将二次去噪处理后的高频IMF分量和不做处理的低频IMF分量以及残余分量累加重构，即得到去噪后的地震信号

式中，n为ICEEMDAN分解得到的IMF分量个数；l为IMF分量中有效信号与噪声的能量分界点；SVD(·)为奇异值分解去噪操作算子；imf_i＇(t)为需要进行奇异值分解技术去噪的高频IMF分量；imf_i(t)为不需要处理的低频IMF分量；R_n(t)为ICEEMDAN分解后的残余分量。

2.根据权利要求1所述的一种地震信号随机噪声压制处理方法，其特征在于，所述原始含噪地震信号的ICEEMDAN分解步骤包括：

(1)设定操作算子E_j(·)为模态分解(EMD)后得到的第j阶IMF分量。添加幅值为ξ₀的正负高斯白噪声(-1)^qξ₀nⁱ(t)到原始信号s(t)中，构成新信号，进行EMD分解操作：

其中，q为系数，取q＝1,2；i为添加成对高斯白噪声的次数，取i＝1,2,...,M/2。得到第一阶IMF分量后，立即停止EMD分解进程，对M个IMF分量imf₁ⁱ(t)做加总平均运算，得到最终的第一阶IMF分量

其中，正负高斯白噪声(-1)^qξ₀nⁱ(t)在加总平均运算时被抵消，第一阶IMF分量中的残留噪声极小；

(2)从原始信号s(t)中去除第一阶IMF分量得到第一阶残余分量：

其中，在r₁(t)基础上添加经EMD分解后的噪声分量(-1)^qξ₁E(nⁱ(t))再次进行EMD分解：

同步骤1，对M个IMF分量做加总平均运算，得到最终的第二阶IMF分量

从第一阶残余分量r₁(t)中去除第二阶IMF分量得到第二阶残余分量：

(3)在对应残余分量添加正负成对的辅助噪声继续添加辅助噪声r_k(t)+(-1)^qξ_kE_k(nⁱ(t))(k＝2,3,...,N-1)，并按以上步骤求取后续IMF分量及最终的残余分量：