[发明专利]一种基于建模反恢复技术的磁共振消噪方法及装置

说明书

本发明涉及核磁共振地下水探测技术领域，具体地来讲为一种基于建模反恢复技术的磁共振消噪方法及装置，所述方法包括：将采集的地面磁共振信号以及参考信号经由正交矢量型锁相放大器处理后得到输出信号；将正交矢量型锁相放大器处理后的输出信号经由反恢复变换得到同相输出信号和正交输出信号；将采集的地面磁共振信号以及参考信号相乘经由LPF滤波，通过反恢复变换得到正交输出信号；由同相输出信号与正交输出信号提取出磁共振信号的所有参数。避免了直接使用锁相放大器导致磁共振信号失真的问题。与传统磁共振消噪方法相比，本发明提出的消噪方法仅需一步即可从强噪声环境中检测出信号。

技术领域

本发明涉及核磁共振地下水探测技术领域，具体地来讲为一种基于建模反恢复技术的磁共振消噪方法及装置。

背景技术

核磁共振地下水探测技术是唯一能够直接探测地下水的地球物理方法。虽然具有定性定量探测的优点，但磁共振信号微弱，信噪比低依然是限制其广泛应用的主要瓶颈。尤其是在城市郊区、村落等强噪声环境中，受噪声干扰，严重阻碍了磁共振信号的提取，导致后期数据反演解释的误差增大。

CN102053280A公开的“带有参考线圈的核磁共振地下水探测系统及探测方法”，该方法利用参考线圈中的工频谐波噪声与接收线圈的噪声具有相关性，可有效滤除该噪声，但实际由于受两个线圈的结构、铺设位置和噪声突变性的不同，往往会有20-50％工频谐波噪声不相关，所以该发明的消噪能力有效。

CN104614778A公开的“一种基于ICA的核磁共振地下水探测信号噪声消除方法”，该方法通过对三组磁共振响应数据进行处理，通过数据重构消除工频谐波噪声，利用ICA算法削弱随机噪声。但在复杂噪声环境中，实际噪声是由多个噪声源引起的，单一的重构无法有效滤除工频谐波噪声，且该方法对随机噪声中的有色噪声也无法有效压制。

目前，传统检测核磁共振信号的消噪算法由于受自身消噪方法的局限性，最后处理的结果仍有残余噪声，导致提取的信号有偏差，而且多个步骤处理多种噪声，容易信号损失。锁相放大器是一种理想的弱信号检测技术，尤其是其等效带宽可以达到很小，具有极强的压制噪声的能力。然而，由于磁共振信号是幅度调制的宽带信号(地面磁共振信号最大带宽达到211Hz)，直接使用锁相放大器，会导致信号失真。因此，研究具有极强压制噪声能力，又能提取出高精度磁共振信号的新型锁相放大技术具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于建模反恢复技术的磁共振消噪方法及装置，解决传统检测核磁共振信号的消噪由于受自身消噪方法的局限性。

本发明是这样实现的，

一种基于建模反恢复技术的磁共振消噪方法，所述方法包括：

将采集的地面磁共振信号以及参考信号经由正交矢量型锁相放大器处理后得到输出信号；

将正交矢量型锁相放大器处理后的输出信号经由反恢复变换得到同相输出信号和正交输出信号；

将采集的地面磁共振信号以及参考信号相乘经由LPF滤波，通过反恢复变换得到正交输出信号；

由同相输出信号与正交输出信号提取出磁共振信号的所有参数。

第一方面进一步地，正交矢量型锁相放大器处理的信号包括：通过处理地面磁共振信号与参考信号r(t)＝cos(2π×f_L×t)相乘得到输出信号；通过处理地面磁共振信号和参考信号r(t)＝sin(2π×f_L×t)相乘后的信号得到输出信号，其中，f_L为参考信号频率。

第一方面进一步地，所述同相输出信号为通过处理地面磁共振信号与参考信号r(t)＝cos(2π×f_L×t)相乘得到输出信号经由反恢复变换得到。