[发明专利]基于EEMD和排列熵的探地雷达B扫描图像的降噪方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于EEMD和排列熵的探地雷达B扫描图像的降噪方法及系统，首先获取探地雷达二维B扫描图像信号，然后对获取的每一道B扫描图像信号均进行去噪，以获取该道B扫描图像信号抑制噪声后的信号，最后对各道去噪后的信号进行重新组合，得到抑制噪声后的二维B扫描图像信号；其中，对于任意一道B扫描图像信号进行去噪的方法包括：对于该道B扫描图像信号进行EEMD分解，得到从高频到低频排列的K个IMF分量，计算各IMF分量的排列熵值，选取排列熵值不大于预设值的IMF分量来重构，得到去噪后的信号。本发明解决了EMD分解中存在的信号模态混叠问题，能够有效降低噪声。

主权项

1.一种基于EEMD和排列熵的探地雷达B扫描图像的降噪方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、获取探地雷达二维B扫描图像信号X∈R^M×N，其中M为道数，N为每道数据的采样点数；/nS2、对获取的每一道B扫描图像信号均进行去噪，以获取该道B扫描图像信号抑制噪声后的信号；其中，对于任意一道B扫描图像信号进行去噪的方法包括：/nS21、对于该道B扫描图像信号{x(t),t＝1,2,…,N}进行EEMD分解，得到从高频到低频排列的K个IMF分量c₁(t)、c₂(t)、…、c_K(t)；/nS22、计算步骤S21中各IMF分量的排列熵值；/nS23、选取排列熵值不大于预设值的IMF分量进行重构，得到去噪后的信号x′(t)，x′(t)为排列熵值不大于预设值的IMF分量之和；/nS3、对各道去噪后的信号进行重新组合，得到抑制噪声后的二维B扫描图像信号X'∈R^M×N；/n所述步骤S22中，对于任意一个x(t)，各IMF分量的排列熵计算方法如下：/nS221、对于分解得到的各个IMF分量进行相空间重构，得到矩阵：/n /n其中，i＝1,2,…Q，m和λ分别为嵌入维数和延迟时间，Q为重构相空间中重构向量个数，Q＝N-(m-1)λ；/nS222、将重构分量(c_p(i),c_p(i+λ),…,c_p[i+(m-1)λ])按照升序排列，如下所示：/nc_p[i+(j₁-1)λ]≤c_p[i+(j₂-1)λ]≤…≤c_p[i+(j_m-1)λ]/n式中，j₁,j₂,…,j_m表示重构分量中各个元素所在列的索引；/n对于重构相空间中每一重构向量c_p(i)，分别获取反映其元素大小顺序的一组符号序列S(g)＝(j₁,j₂,…,j_m)，其中g＝1,2,…,q,q≤m！；/nS223、计算每一种符号序列出现的概率p₁,p₂,…,p_q，并根据下述公式计算序列{c_p(i),i＝1,2,...,K}的排列熵H_p(m)：/n /n