Please wait a minute...
E-mail Alert Rss
 
物探与化探  2018, Vol. 42 Issue (1): 220-224    DOI: 10.11720/wtyht.2018.1.28
  本期目录 | 过刊浏览 | 高级检索 |
探地雷达信号消噪中的时频谱分解重排算法
吴楠(), 吴舰, 吴志坚
贵州师范大学 机械与电气工程学院,贵州 贵安新区 550025
Research on denoising of ground penetrating radar signals using the time-frequency spectral decomposition reassignment algorithm
Nan WU(), Jan WU, Zhi-Jian WU
School of Mechanical and Electrical Engineering, Guizhou Normal University, Gui'an 550025, China
全文: PDF(3155 KB)   HTML
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 

为了改善现有的时频域算法对于探地雷达信号消噪效果不佳的现状,本文利用时频谱分解重排算法实现了探地雷达信号的优化消噪处理。由于采用窗口函数对信号进行划分,传统的时频变换方法得到的结果是模糊化的信号时频分布,这使得在时频消噪过程中,如果阈值取不好,信号的有用成份极容易受到损伤。而采用时频谱分解重排算法可以对信号的时频变换结果进行重排,使得信号能量更加集中在真实频率点附近,从而获得更高的分辨率,而且可以显著降低消噪过程中对有用信息损伤的几率。仿真数据和实际资料对比结果表明,时频重排谱分解算法比传统消噪方法具有更好的消噪效果。

服务
把本文推荐给朋友
加入引用管理器
E-mail Alert
RSS
作者相关文章
吴楠
吴舰
吴志坚
关键词 时频谱分解重排算法探地雷达短时傅里叶变换消噪瞬时频率    
Abstract

In order to improve the denoising effect of the current time frequency (TF) method on ground penetrating radar signals, the authors accomplished the denoising in the TF domain by using the spectral decomposition reassignment algorithm. The application of a window function in traditional TF transforms to dividing the signal causes a blurred TF distribution, i.e., TF energies of the signal are distributed around the true instantaneous frequencies, which makes it easier to damage useful information of the signal during denosing if the threshold is inappropriate. The spectral decomposition reassignment algorithm is capable of making energy of the signal more concentrated around the true instantaneous frequencies by relocating TF result of the signal, thus obtaining higher TF resolution and reducing the opportunity of damaging useful information of the signal during denosing. Processing results of both synthetic and real data suggest that the denoising effect of the reassignment method is better than that of traditional TF including Gabor transform methods.

Key wordsspectral decomposition reassignment algorithm    ground penetrating radar    short time Fourier transform    denoising    instantaneous frequency
收稿日期: 2017-03-29      出版日期: 2018-02-20
:  P631  
基金资助:贵州省科技厅科技支撑计划项目(黔科合SY[2010]3023号)
作者简介:

作者简介: 吴楠(1975-),男,硕士,讲师,主要从事网络技术与控制系统、优化算法研究工作。Email:wn_211@sina.com

引用本文:   
吴楠, 吴舰, 吴志坚. 探地雷达信号消噪中的时频谱分解重排算法[J]. 物探与化探, 2018, 42(1): 220-224.
Nan WU, Jan WU, Zhi-Jian WU. Research on denoising of ground penetrating radar signals using the time-frequency spectral decomposition reassignment algorithm. Geophysical and Geochemical Exploration, 2018, 42(1): 220-224.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2018.1.28      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2018/V42/I1/220
  仿真信号短时傅立叶变换和时频谱分解重排方法处理结果对比
  仿真模型(a)及仿真信号波形(b)
  仿真信号消噪结果对比
  某混凝土公路实际GPR检测剖面
  GPR数据消噪结果比较
  第20到数据2种消噪方法对比
[1] 杨峰,杜翠,梁胤程,等.基于探地雷达波速层析的金属矿区勘探仿真[J].地球物理学进展,2014,29(3):1331-1336.
[2] 方云,翟国林,乔梁.探地雷达探测技术在奉先寺保护工程中的应用[J].物探与化探,2014,38(4):815-819.
[3] 江红南. 探地雷达在干旱区盐渍化土壤层定量探测中的应用[J].物探与化探,2014,38(4):800-803.
[4] Shao W B, Bouzerdoum A, Phung S L, et al.Automatic classification of ground-penetrating radar signals for railway-ballast assessment[J]. IEEE Trans. Geosci. Remote Sens3, 2011, 49(10): 3961-3971.
[5] Takahashi K, Preetz H, Igel J.Soil properties and performance of landmine detection by metal detector and ground penetrating radar-Soil characterization and its verification by a field test[J]. Journal of Applied Geophysics, 2011, 73: 368-377.
[6] 江玉乐, 张楠. 探地雷达在隧道工程检测中的应用[J].勘察科学技术,2008(1):58-61.
[7] 宋瑞霞,李亚楠,张巧霞,等.一种空域和频域相结合的图像消噪方法[J].计算机工程与应用,2011,47(34):184-186.
[8] 章浙涛,朱建军,匡翠林,等.不同噪声下几种滤波方法的比较研究及改进[J].大地测量与地球动力学,2014,34(1):127-130.
[9] 李明峰,欧江霞,王永明,等.基于改进小波阈值去噪法的变形预测研究[J].大地测量与地球动力学,2014,34(3):68-71.
[10] Kodera K,Villedary C D,Gendrin R.A new method for the numerical analysis of non-stationary signals[J].Physics of the Earth & Planetary Interiors,1976,12(2):142-150.
[11] Fulop SA,Fitz K.Using the reassigned spectrogram to obtain a voiceprint[J].Journal of the Acoustical Society of America,2006,119(5):3337.
[12] Fulop S A.Accuracy of formant measurement for synthesized vowels using the reassigned spectrogram and comparison with linear prediction[J].Journal of the Acoustical Society of America,2010,127(4):2114-2117.
[1] 杨丹, 李伟, 魏永梁, 宋斌. 双树复小波变换在川藏铁路拉林段某隧道超前地质预报中的应用[J]. 物探与化探, 2021, 45(6): 1504-1511.
[2] 张斯薇, 吴荣新, 韩子傲, 吴海波. 双边滤波在探地雷达数据去噪处理中的应用[J]. 物探与化探, 2021, 45(2): 496-501.
[3] 蔡连初, 缪念有. 探地雷达宽角反射图形拟合方法[J]. 物探与化探, 2021, 45(1): 239-244.
[4] 韩佳明, 仲鑫, 景帅, 刘平. 探地雷达在黄土地区城市地质管线探测中的应用[J]. 物探与化探, 2020, 44(6): 1476-1481.
[5] 李靖翔, 赵明, 赖皓, 熊双成, 唐阳. 地下电缆的探地雷达图像特征与识别技术[J]. 物探与化探, 2020, 44(6): 1482-1489.
[6] 高阳, 彭明涛, 杨培胜, 王恒, 王平, 李海. 三峡库区巫峡段高陡峡谷区危岩裂隙带探地雷达探测[J]. 物探与化探, 2020, 44(2): 441-448.
[7] 王飞详, 梁风, 左双英. 基于探地雷达岩体浅部节理面识别的模型实验[J]. 物探与化探, 2020, 44(1): 185-190.
[8] 许泽善, 周江涛, 刘四新, 曾贤德. 三维步进频率探地雷达在沥青层厚度检测中的应用[J]. 物探与化探, 2019, 43(5): 1145-1150.
[9] 龚俊波, 王洪华, 王敏玲, 罗泽明. 逆时偏移在探地雷达数据处理中的应用[J]. 物探与化探, 2019, 43(4): 835-842.
[10] 王成浩, 程丹丹. 基于马氏距离模板特征的地雷目标识别研究[J]. 物探与化探, 2019, 43(4): 899-903.
[11] 李俊杰, 徐庆强, 李剑强, 何建设, 郭佳豪. 千岛湖配水工程隧洞超前预报中的综合物探技术[J]. 物探与化探, 2019, 43(2): 428-434.
[12] 张军伟, 刘秉峰, 李雪, 祝全兵, 任跃勤. 基于GPRMax2D的地下管线精细化探测方法[J]. 物探与化探, 2019, 43(2): 435-440.
[13] 戴前伟, 陈威, 张彬. 改进型粒子群算法及其在GPR全波形反演中的应用[J]. 物探与化探, 2019, 43(1): 90-99.
[14] 石春娟. 重庆大足千手观音造像的电磁勘探和水文地质勘探[J]. 物探与化探, 2018, 42(6): 1306-1310.
[15] 宋二乔, 刘四新, 何荣钦, 蔡佳琪, 罗坤. 探地雷达探测季节性冻土的正演模拟[J]. 物探与化探, 2018, 42(5): 962-969.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
京ICP备05055290号-3
版权所有 © 2021《物探与化探》编辑部
通讯地址:北京市学院路29号航遥中心 邮编:100083
电话:010-62060192;62060193 E-mail:whtbjb@sina.com