[发明专利]一种基于VMD的矿山微震信号的降噪滤波方法

摘要

本发明公开了一种基于VMD的矿山微震信号的降噪滤波方法，属于信号处理技术领域，包括如下步骤：读取含噪微震信号的时序序列x(t)；对微震信号的时序序列x(t)进行VMD分解；计算微震信号的时序序列x(t)与各变分模态分量u_k的互相关系数；将中心频率大于200Hz且与含噪微震信号的时序序列x(t)的互相关系数小于0.3的变分模态分量作为噪声滤除，对剩余的变分模态分量进行重构，得到降噪滤波后的微震信号。本发明能有效地避免模态混叠现象，具有自适应性和实时性强的优点，能对微震信号进行有效降噪滤波处理。

主权项

1.一种基于VMD的矿山微震信号的降噪滤波方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：读取含噪微震信号x的时序序列x(t)，其中，t＝1，2，...，N，N为微震信号的采样点个数；步骤2：对含噪微震信号x进行VMD分解，得到一系列变分模态分量；具体包括如下步骤：步骤2.1：定义变分模态分量个数K值与惩罚因子α的值；取K＝6；步骤2.2：初始化n＝0；步骤2.3：令n＝n+1，执行整个循环；步骤2.4：执行内层第一个循环，根据式(4)更新u_k；其中，为含噪微震信号x的时序序列x(t)的傅立叶变换，j²＝‑1；步骤2.5：令k＝k+1，重复步骤2.4，直到k＝K，结束内层第一个循环；步骤2.6：执行内层第二个循环，根据式(5)更新ω_k；ω_k为各变分模态分量的中心频率；步骤2.7：令k＝k+1，重复步骤2.6，直到k＝K，结束内层第二个循环；步骤2.8：执行外层循环，根据式(6)更新λ；其中，τ为拉格朗日乘法算子λ(t)的更新步长参数；步骤2.9：重复步骤2.3至步骤2.8，直到满足迭代停止条件如式(7)所示，结束整个循环，输出结果，得到K个变分模态分量；其中，ε为求解精度；步骤3：计算含噪微震信号x的时序序列x(t)与各变分模态分量u_k的互相关系数；步骤4：将中心频率大于200Hz且与含噪微震信号x的时序序列x(t)的互相关系数小于0.3的变分模态分量作为噪声滤除，对剩余的变分模态分量进行重构，得到降噪滤波后的微震信号。