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申请/专利权人：华北科技学院

摘要：本发明涉及一种基于频域奇异值分解的矿山单通道微震信号降噪方法，该方法针对矿山微震系统各通道信号相关性低、Hankel矩阵维度低的特点，提出了单通道微震信号的Hankel矩阵构建方法，并提出了基于傅里叶变换与逆变换以及SVD奇异值分解的FSVD频域降噪方法及其处理流程。与传统方法相比，该方法具有不受阈值限制、兼顾了高低频带特性的特点，在实现对微震信号内干扰成分的有效剔除的同时，提高了信号的信噪比、平滑度等，确保了信号的保真度和分辨率。该方法对于矿山微震信号的快速分析处理，以及后续的初始到时精确拾取、矿山微震信号特征挖掘与分析具有重要意义。

主权项：1.一种基于频域奇异值分解的矿山单通道微震信号降噪方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤S1：对微震信号的傅里叶变换对微震信号X1进行傅里叶变换，将其转换到频域，得到与之对应的频域信号转换公式为： 步骤S2：关键参数的确立确立单通道微震数据奇异值分解的相关参数：时间延迟量τ、重构阶数k以及Hankel矩阵长度n和维度m；步骤S3：奇异值变换将二维微震信号进行等长度划分，构建Hankel矩阵D，并对矩阵进行奇异值分解：假设二维地震剖面为P，道数为m，每道的采样点数为n，对m×n矩阵P进行奇异值分解，可得到如下关系式： 其中，U和V分别表示左右奇异阵，其中U∈Rm×m、V∈Rn×n；P的秩为kk＝minm,n；S是由PPT或PTP的特征值σ按递减顺序组建的对角矩阵；r是矩阵P的秩，奇异值个数k与矩阵的秩r相等；对角矩阵S＝diagσ1,σ2,…,σk为矩阵R的特征值，其中，σk为第k个特征值，其关系式可表述为： 矩阵PPT或PTP的奇异值λk与特征值σk的关系可定义为其中λ1≥λ2≥…≥λk≥0；以λk或σk2来表征该通道内地震信号的能量大小，则第j通道内信号的能量贡献率Cj可表述为： 步骤S4：二维信号重构分析奇异值分布规律，并根据奇异值优选原则，确立合理的重构阶数k和奇异值序号；利用SVD反变换获得去噪后的单通道二维微震信号；步骤S5：傅里叶逆变换利用傅里叶反变换将重构的频谱变换为期望的目标信号X2，逆变换公式如下： 步骤S6：判断去噪后信噪比是否满足要求，若不满足，则返回步骤S1。

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