基于形態(tài)濾波的大地電磁去噪效果分析

劉俊峰 湯磊 張寒韜 郭猛猛

摘 要：本文運用形態(tài)濾波通過腐蝕、膨脹以及開-閉、閉-開運算對仿真大地電磁數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪分析，運用組合形態(tài)濾波器對一段大地電磁信號進(jìn)行了去噪，并重構(gòu)了大地電磁信號，結(jié)果表明形態(tài)濾波具有較好的抑制噪聲效果，能夠較好的去除大尺度的噪音干擾。

關(guān)鍵詞：大地電磁 形態(tài)濾波 腐蝕 膨脹 開閉

中圖分類號：TN911.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（a）-0018-01

1 形態(tài)濾波理論

將長度為離散信號表示為，長度為的形態(tài)學(xué)濾波器的結(jié)構(gòu)元素表示為，且M<

（1）

（2）

關(guān)于的開運算（）和閉運算（·），形態(tài)開-閉和閉-開及組合形態(tài)濾波運算，重構(gòu)信號為[2，3，4]：

（3）

（4）

（5）

（6）

（7）

（8）

2 實測數(shù)據(jù)去噪

對一段包含大尺度強干擾的實測大地電磁信號進(jìn)行濾波，選擇圓盤型結(jié)構(gòu)元素構(gòu)成組合形態(tài)濾波器，結(jié)構(gòu)元素長度為5點，去噪后得到的效果如圖1所示。

從去噪后的曲線b中可以看到，形態(tài)濾波將信號曲線a中“毛刺”去除掉，得到了較平滑的信號曲線，而這信號曲線正是實測信號中的大尺度強干擾曲線。經(jīng)過重構(gòu)后，信號曲線c基本上還原了大地電磁信號的原來特征，得到了大地電磁的有用信號。

3 結(jié)論

通過上文的研究，得出結(jié)論為：腐蝕、膨脹運算分別對正噪聲和負(fù)噪聲有較好的抑制作用，而開-閉和閉-開及組合形態(tài)濾波器則進(jìn)一步抑制了噪聲。組合形態(tài)濾波器在實測數(shù)據(jù)的去噪中有良好的效果。

參考文獻(xiàn)

[1] Maragos P， Schafer R W. Morphological filters-Part II： Their relation to median， order-statistic and stack filters[J].IEEE Trans On ASSP，1987，35（8）：1170-1184.

[2] 湯井田，李晉，肖曉，等.數(shù)學(xué)形態(tài)濾波與大地電磁噪聲壓制[J].地球物理學(xué)報，2012，55（5）：1784-1793.