CN103901474A - 一种基于折中小波阈值分析的微地震弱信号提取方法 - Google Patents

一种基于折中小波阈值分析的微地震弱信号提取方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103901474A
CN103901474A CN201410156114.5A CN201410156114A CN103901474A CN 103901474 A CN103901474 A CN 103901474A CN 201410156114 A CN201410156114 A CN 201410156114A CN 103901474 A CN103901474 A CN 103901474A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wavelet
threshold
analysis
weak signal
middle course
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410156114.5A
Other languages
English (en)
Inventor
刘明哲
刘刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CHENGDU XINHE ZHONGCHUANG INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
CHENGDU XINHE ZHONGCHUANG INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CHENGDU XINHE ZHONGCHUANG INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical CHENGDU XINHE ZHONGCHUANG INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201410156114.5A priority Critical patent/CN103901474A/zh
Publication of CN103901474A publication Critical patent/CN103901474A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

本发明提供一种基于折中的小波阈值分析的微地震弱信号提取方法该方法主要包括两部分:微地震数据预处理部分和对预处理后数据进行折中小波分析部分。预处理主要剔除工业干扰噪声、强能量相关噪声等;折中小波分析主要是对预处理后的数据进行消噪处理和原始信息的提取。利用折中阈值小波分析结合了软、硬阈值消噪的优点,分析重构后,不仅可以很好的保留原始信号的特征,同时又可以得到相对较平滑的数据。

Description

一种基于折中小波阈值分析的微地震弱信号提取方法
技术领域
本发明涉及一种基于折中的小波阈值分析的微地震弱信号提取方法。
背景技术
微地震技术作为一门先进的裂缝检测技术,自从上世界七十年代以来,已在国内外进行了广泛的研究和实践,如利用该技术监测压裂井的裂缝空间形态、有效缝长、缝高及地应力分布情况,为完善压裂工艺、评价压裂效果、对压裂井进行压后产能分析和井网布局等提供有力的证据,对油田开发具有重要的指导意义。
煤矿行业中,各种与岩体破裂相关的矿井灾害,如突水,冲击低压、瓦斯爆炸等时常发生,工人的人身安全受到威胁。究其原因,主要是对煤矿地质灾害规律认识不足,并且缺乏经济、有效的安全监测手段。根据现有的地震监测结果,研究微地震信号变换规律、定位及岩体破裂的计算机预报,及早发现并提前采取预防措施对减少生命财产损失具有非常重大的现实意义。
由于地震的复杂性,尤其是在复杂介质条件下接受到的微地震信号,能量极其微弱,信噪比很低(小于1),同时一致性差。在实际应用中,如何对地震数据进行处理,去除噪声,提高信号的信噪比,影响着拾取P波、S波的到达时间,进一步影响着微地震的发震时刻、震源位置和震级等,直接决定了反演结果的准确性。
小波变换能同时在频域和时域内对信号进行分析,在低频时具有较高的频率分辨率和较低的时间分辨率,在高频时具有较高的时间分辨率和较低的频率分辨率,因此小波变换对信号的处理具有自适应性。它能够有效的区分信号中的突变部分和涨落噪声,从而实现信号的去噪。
发明内容
针对上述问题,本发明公开了一种基于折中的小波阈值分析的微地震资料弱信号提取方法。该方法是提取时域特征的有效工具,特别是低频部分,小波分析具有很高的频率分辨率。
为达到上述目的,本发明的实施采用如下方案。
一种基于折中的小波阈值分析的微地震资料弱信号提取方法,包括:预处理和小波分析两个阶段。
对原始微地震数据进行预处理。预处理包括直流分量、强噪声、工业干扰噪声、强能量相关噪声等的剔除处理。
对预处理后的数据进行折中的小波阈值分析。小波分析主要包括以下步骤:
1.选择一个小波包函数并确定一个小波包分解的层数N,然后对信号进行N层小波包分解;
2.对每一个给定的熵标准,计算最佳小波包分解;
3.选择一个适当的阈值算法,对最优小波包基每个节点上的分解系数进行阈值比较;
4.利用阈值量化后的最优小波包基的分解系数逐层向上重构,重构得到的信号就是经过最优小波包消噪处理后的信号。
附图说明
图1.小波阈值去噪原理图;
其中:x(t)为处理前含噪声的信号;wj,k为小波系数;s(t)为重构后的信号;
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更详细说明。
对原始微地震数据进行预处理;
根据预处理后的数据,选定小波包函数;
选取合适的阈值。如,采用随分解层数变换的自适应阈值:
λ j = δ j 2 ln M N j - 1 j
其中:δj=MADj/0.6745,MADj为第j层小波系数的中值;MN为第j层小波系数的长度。
选取适合的阈值函数。在小波分析中常用的阈值函数有硬阈值函数和软阈值函数。硬阈值法将高频系数全部置零,然后对信号进行重构处理;软阈值法则根据默认或经验公式设定各层分解阈值,把高频系数大于该阈值的部分全部保留,小于该阈值的置零。硬阈值法方法简单,能保留信号的尖锐特性。但是阈值函数在所取阈值处不连续,重构时易引起震荡;软阈值法去噪后的信号比较平滑,但是会丢失某些信号特征。为了克服软、硬阈值的缺点,本专利采用折中小波阈值分析法。其阈值函数如下:
Figure BSA0000103119710000031
式中:λ为阈值,0≤α≤1。当α分别取0和1时,上式分别为硬阈值函数和软阈值函数。通过调节α的值,可以得到一个折中的阈值函数,利用该函数可以达到不同的消噪效果。

Claims (3)

1.一种基于折中的小波阈值分析的微地震弱信号提取方法,其特征在于:
所述方法包括部分:预处理部分和折中小波阈值分析部分。
2.根据权利要求1所述的基于折中的小波阈值分析的微地震弱信号提取方法,其特征在于:对地震波数据进行预处理,预处理部分主要包括直流分量、强噪声、工业干扰噪声、强能量相关噪声等的剔除处理。
3.根据权利要求1所述的基于折中的小波阈值分析的微地震弱信号提取方法,其特征在于:对预处理后的数据进行折中的阈值小波分析,折中阈值函数为
Figure FSA0000103119700000011
式中:λ为阈值,0≤α≤1。wj,k为小波系数。
CN201410156114.5A 2014-04-18 2014-04-18 一种基于折中小波阈值分析的微地震弱信号提取方法 Pending CN103901474A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410156114.5A CN103901474A (zh) 2014-04-18 2014-04-18 一种基于折中小波阈值分析的微地震弱信号提取方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410156114.5A CN103901474A (zh) 2014-04-18 2014-04-18 一种基于折中小波阈值分析的微地震弱信号提取方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103901474A true CN103901474A (zh) 2014-07-02

Family

ID=50992922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410156114.5A Pending CN103901474A (zh) 2014-04-18 2014-04-18 一种基于折中小波阈值分析的微地震弱信号提取方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103901474A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104615877A (zh) * 2015-01-28 2015-05-13 辽宁工程技术大学 一种基于小波包进行信号去噪的方法
CN105719658A (zh) * 2016-03-04 2016-06-29 安徽师范大学 基于新阈值函数和自适应阈值的小波包语音降噪方法
CN111638235A (zh) * 2020-07-10 2020-09-08 成都理工大学 一种基于xact的放射性废物固化结构检测方法
CN111652031A (zh) * 2019-12-02 2020-09-11 昆明理工大学 一种基于改进经验小波变换的滚动轴承故障诊断方法
CN112530449A (zh) * 2020-10-20 2021-03-19 国网黑龙江省电力有限公司伊春供电公司 基于仿生小波变换的语音增强方法
CN113405747A (zh) * 2021-04-26 2021-09-17 深圳华星智感科技有限公司 一种基于小波分析及阈值处理的监测信号滤波方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006138112A2 (en) * 2005-06-15 2006-12-28 Baker Hughes Incorporated Method for coherence-filtering of acoustic array signal
WO2007091422A1 (ja) * 2006-02-06 2007-08-16 Nittoh Kogaku K.K 信号処理装置
CN102053265A (zh) * 2009-10-30 2011-05-11 中国石油化工股份有限公司 一种对地震资料剔除野值的滤波方法
CN103543467A (zh) * 2012-07-17 2014-01-29 中国石油化工股份有限公司 地震弱信号增强处理方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006138112A2 (en) * 2005-06-15 2006-12-28 Baker Hughes Incorporated Method for coherence-filtering of acoustic array signal
WO2007091422A1 (ja) * 2006-02-06 2007-08-16 Nittoh Kogaku K.K 信号処理装置
CN102053265A (zh) * 2009-10-30 2011-05-11 中国石油化工股份有限公司 一种对地震资料剔除野值的滤波方法
CN103543467A (zh) * 2012-07-17 2014-01-29 中国石油化工股份有限公司 地震弱信号增强处理方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
安蕴: "基于MATLAB的小波分析用于地震信号的去噪研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库.基础科学辑》 *
郭晓霞 等: "小波去噪中软硬阈值的一种改良折衷法", 《智能系统学报》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104615877A (zh) * 2015-01-28 2015-05-13 辽宁工程技术大学 一种基于小波包进行信号去噪的方法
CN105719658A (zh) * 2016-03-04 2016-06-29 安徽师范大学 基于新阈值函数和自适应阈值的小波包语音降噪方法
CN105719658B (zh) * 2016-03-04 2019-11-26 安徽师范大学 基于新阈值函数和自适应阈值的小波包语音降噪方法
CN111652031A (zh) * 2019-12-02 2020-09-11 昆明理工大学 一种基于改进经验小波变换的滚动轴承故障诊断方法
CN111638235A (zh) * 2020-07-10 2020-09-08 成都理工大学 一种基于xact的放射性废物固化结构检测方法
CN112530449A (zh) * 2020-10-20 2021-03-19 国网黑龙江省电力有限公司伊春供电公司 基于仿生小波变换的语音增强方法
CN112530449B (zh) * 2020-10-20 2022-09-23 国网黑龙江省电力有限公司伊春供电公司 基于仿生小波变换的语音增强方法
CN113405747A (zh) * 2021-04-26 2021-09-17 深圳华星智感科技有限公司 一种基于小波分析及阈值处理的监测信号滤波方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103901474A (zh) 一种基于折中小波阈值分析的微地震弱信号提取方法
CN107991706B (zh) 基于小波包多重阈值和改进经验模态分解的煤层水力压裂微震信号联合降噪方法
Zhu et al. Interpretation of the extent of hydraulic fracturing for rockburst prevention using microseismic monitoring data
Chen et al. Coal and gas outburst hazards and factors of the No. B-1 Coalbed, Henan, China
Li et al. Discriminant model of coal mining microseismic and blasting signals based on waveform characteristics
Ling et al. OMHT method for weak signal processing of GPR and its application in identification of concrete micro-crack
Zhu et al. An experimental investigation on the relationship between MS frequency response and coal and gas outburst
CN113703038B (zh) 一种微震信号自动采集识别方法及系统
CN104063619B (zh) 一种累计声发射信号kaiser点的识别方法
CN105301653A (zh) 一种多因素联合识别的钻机噪音压制方法
CN111948704A (zh) 一种近区地运动测试信号在地下爆炸监测中的应用方法
CN105204066A (zh) 一种基于谱分解的煤层火成岩侵入位置直接指示方法
Zhao et al. Coal-rock interface recognition based on multiwavelet packet energy
CN112161868B (zh) 一种基于煤岩采动力学的时滞型冲击地压灾害预警方法
Dai et al. A study on time-frequency analysis and automatic classification of microseismic and blasting signals underground mine
CN104375196B (zh) 一种提取三维mt弱电阻率异常的方法及装置
Cao Reservoir identification: Parameter characterization or feature classification
Wang Instantaneous amplitude spectrum whitening for deep part coal resource seismic exploration
Chenwei et al. Spectrum and energy distribution characteristic of electromagnetic emission signals during fracture of coal
He et al. The research on the recognition technique of rock AE and noise signal
Saurabh et al. Effective Stress Law in Unconventional Reservoirs under Different Boundary Conditions
Townend et al. Seismological Characterization of the DFDP-2 Drill-Site and Surroundings, Whataroa Valley, Central Alpine Fault, New Zealand
Hu et al. A Study on Classification Method of Mine Vibration Based on Microseismic Monitoring Cloud Service Platform
CN109726943A (zh) 利用侧向应变差值对孤岛煤柱冲击地压进行预警的方法
Navarro Torres et al. Evaluación de la sostenibilidad ambiental de explotaciones en minería a cielo abierto-Estudio de caso en minas brasileñas grandes y pequeñas

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
DD01 Delivery of document by public notice

Addressee: Wang Zongyue

Document name: Notification of Passing Examination on Formalities

C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20140702