關(guān)于海洋電磁信號消噪的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國家石油儲備的必然戰(zhàn)略選擇。海洋可控源電磁探測(CSEM)是鉆前儲層評價的有效手段，不僅補充了海洋地震勘探的不足，提高鉆井勘探的成功率，它也是識別海底構(gòu)造的儲油/儲氣特征的重要手段。在勘測信號中，如何有效的除噪成為當(dāng)下關(guān)鍵為題之一。經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解(Empirical Mode Decomposition，EMD)是處理非線性、非平穩(wěn)信號的時頻分析方法。
　　本文重點介紹了EMD的基本

2、理論，及其基本概念，包括解析信號、瞬時頻率和本征模態(tài)函數(shù)，還有EMD算法的基本原理，論述了瞬時頻率、特征時間尺度及固有模態(tài)分量的基本概念，研究了經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解算法，并討論了其特點，分析了Hilbert譜和邊際譜的含義，介紹了完整的經(jīng)驗?zāi)B(tài)時頻理論體系。還介紹了EMD算法存在的優(yōu)缺點，針對不同的EMD存在的問題，又給出了相應(yīng)的解決辦法。
　　其次，簡單介紹了幾種傳統(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、強自

3、適應(yīng)、很高的時頻聚集性等獨特性質(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，進而提出改進的EMD的濾波方法，分析了其優(yōu)勢。
　　最后將前面所提到的基于EMD的濾波方法應(yīng)用到CSEM仿真信號去噪中，采用MATLAB，進行模擬仿真，并分析每種方法的區(qū)別和優(yōu)勢。結(jié)果表明EMD有其他方法無法達到的優(yōu)勢，是目前發(fā)現(xiàn)的最適合分析非線性非平穩(wěn)信號的分析方法，使海洋CSEM信號的分析處

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)混疊對海洋可控源電磁信號造成低頻混雜，分辨不出信號特征的問題，造成信號分析困難，針對這個現(xiàn)象，本文提出了一種改進EMD的分解方法—EEMD。EEMD作為改進的EMD算法在消除模態(tài)混疊這個現(xiàn)象的效果，解決了時頻譜上低頻時段混雜的問題，能更好的分辨頻率分量。通過對比，經(jīng)EMD分解去噪后壓制了大部分噪聲，達到較好的效果，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