關(guān)于海洋電磁信號(hào)消噪的EMD算法研究.pdf

1、當(dāng)今世界海洋油氣資源豐富，如何勘探海洋資源成為一個(gè)國(guó)家石油儲(chǔ)備的必然戰(zhàn)略選擇。海洋可控源電磁探測(cè)(CSEM)是鉆前儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的有效手段，不僅補(bǔ)充了海洋地震勘探的不足，提高鉆井勘探的成功率，它也是識(shí)別海底構(gòu)造的儲(chǔ)油/儲(chǔ)氣特征的重要手段。在勘測(cè)信號(hào)中，如何有效的除噪成為當(dāng)下關(guān)鍵為題之一。經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(Empirical Mode Decomposition，EMD)是處理非線性、非平穩(wěn)信號(hào)的時(shí)頻分析方法。
　　本文重點(diǎn)介紹了EMD的基本

2、理論，及其基本概念，包括解析信號(hào)、瞬時(shí)頻率和本征模態(tài)函數(shù)，還有EMD算法的基本原理，論述了瞬時(shí)頻率、特征時(shí)間尺度及固有模態(tài)分量的基本概念，研究了經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解算法，并討論了其特點(diǎn)，分析了Hilbert譜和邊際譜的含義，介紹了完整的經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)時(shí)頻理論體系。還介紹了EMD算法存在的優(yōu)缺點(diǎn)，針對(duì)不同的EMD存在的問題，又給出了相應(yīng)的解決辦法。
　　其次，簡(jiǎn)單介紹了幾種傳統(tǒng)濾波方法，指出其中的不足之處。由于EMD算法具有很高的頻率分辨率、強(qiáng)自

3、適應(yīng)、很高的時(shí)頻聚集性等獨(dú)特性質(zhì)，提出了幾種基于EMD的濾波，如基于EMD的濾波方法、基于EMD尺度濾波去噪法和基于EMD的閾值濾波去噪，進(jìn)而提出改進(jìn)的EMD的濾波方法，分析了其優(yōu)勢(shì)。
　　最后將前面所提到的基于EMD的濾波方法應(yīng)用到CSEM仿真信號(hào)去噪中，采用MATLAB，進(jìn)行模擬仿真，并分析每種方法的區(qū)別和優(yōu)勢(shì)。結(jié)果表明EMD有其他方法無法達(dá)到的優(yōu)勢(shì)，是目前發(fā)現(xiàn)的最適合分析非線性非平穩(wěn)信號(hào)的分析方法，使海洋CSEM信號(hào)的分析處

4、理方面有了新的突破。EMD算法中存在的最主要的缺陷是模態(tài)混疊。而模態(tài)混疊對(duì)海洋可控源電磁信號(hào)造成低頻混雜，分辨不出信號(hào)特征的問題，造成信號(hào)分析困難，針對(duì)這個(gè)現(xiàn)象，本文提出了一種改進(jìn)EMD的分解方法—EEMD。EEMD作為改進(jìn)的EMD算法在消除模態(tài)混疊這個(gè)現(xiàn)象的效果，解決了時(shí)頻譜上低頻時(shí)段混雜的問題，能更好的分辨頻率分量。通過對(duì)比，經(jīng)EMD分解去噪后壓制了大部分噪聲，達(dá)到較好的效果，但由于模態(tài)混疊，出現(xiàn)低頻混雜，而經(jīng)EEMD去噪后，不僅去