矿用微震信号滤波方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112633225A(43)申请公布日2021.04.09(21)申请号202011620724.8(22)申请日2020.12.31(71)申请人矿冶科技集团有限公司地址102628北京市丰台区南四环西路188号总部基地十八区23号楼(72)发明人张达石雅倩冀虎戴锐杨小聪(74)专利代理机构北京易捷胜知识产权代理事务所(普通合伙)11613代理人齐胜杰(51)Int.Cl.G06K9/00(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图4页(54)发明名称矿用微震信号滤波方法(57)摘要本公开涉及微震监测技术领域，具体涉及一种矿用微震信号滤波方法。该方法包括：获取预设时长的微震监测信号，作为待分析信号；在时域上，通过滑窗前后时间段内的信号方差比，提取背景噪声信号作为第一信号；对待分析信号进行同步挤压小波变换以去除噪声，对经过去噪的信号小波系数进行反变换，得到去噪后的时域微震信号；其中，待分析信号进行同步挤压小波变换时，将待分析信号的小波系数作为第二小波系数，对第二小波系数基于小波系数阈值进行滤波，小波系数阈值基于第一信号的小波系数的概率分布函数确定。本申请方法能够提高信噪比，极大程度地保留微震监测到的原始震动信号的特征，减少对后续微震信号处理及分析的影响。CN112633225ACN112633225A权利要求书1/2页1.一种矿用微震信号滤波方法，其特征在于，该方法包括：S10、获取预设时长的微震监测信号，作为待分析信号；S20、在时域上，通过滑窗前后时间段内的信号方差比，提取所述待分析信号中的背景噪声信号作为第一信号；S30、对所述待分析信号进行同步挤压小波变换以去除噪声，对经过去噪的信号小波系数进行反变换，得到去噪后的时域微震信号；其中，所述待分析信号进行同步挤压小波变换时，将所述待分析信号的小波系数作为第二小波系数，对所述第二小波系数基于小波系数阈值进行滤波，所述小波系数阈值基于第一小波系数的概率分布函数确定，所述第一小波系数为所述第一信号的小波系数。2.根据权利要求1所述的矿用微震信号滤波方法，其特征在于，步骤S30中，所述待分析信号进行同步挤压小波变换时，还包括：将基于小波系数阈值进行滤波后得到的小波系数作为第三小波系数，对所述第三小波系数进行加权处理。3.根据权利要求2所述的矿用微震信号滤波方法，其特征在于，加权处理采用的加权函数为：其中，DF为所述第三小波系数沿时间轴累加值，t表示时间，DFm、tm分别为DF的最大值及其对应的时刻，α和β分别是调整权重的两个常数，如果α>β，表明加权函数值大小主要依赖于|t‑tm|值，反之加权函数值的大小主要由DF/DFm值决定，L为待分析信号长度。4.根据权利要求3所述的矿用微震信号滤波方法，其特征在于，所述待分析信号中包含微震信号和单纯的背景噪声信号，所述背景噪声信号为平稳信号，所述微震信号为非平稳信号，则步骤S20包括：S21、分别以所述待分析信号的每个采样时刻为分界点，通过滑窗将所述待分析信号划分为分界点前时间段的信号和分界点后时间段的信号；S22、通过公式计算所述分界点前时间段的信号与所述分界点后时间段的信号的方差比：其中，ROV(i)为第i时刻的方差之比，var(s0,i)为分界点前时间段的信号的方差，var(si,L)为分界点后时间段的信号的方差，L为待分析信号的长度。S23、将方差比取最小值对应的时刻作为最终确定的分界点，将分界点前的信号作为第一信号，将分界点后的信号作为第二信号。5.根据权利要求3所述的矿用微震信号滤波方法，其特征在于，所述小波系数阈值的确定方法包括：确定所述第一小波系数的概率分布函数；基于所述概率分布函数得到所述第一小波系数的累积分布函数；基于所述累积分布函数，得到所述第一小波系数的累积分布值；2CN112633225A权利要求书2/2页将所述累积分布值作为小波系数阈值。6.根据权利要求5所述的矿用微震信号滤波方法，其特征在于，对所述第二小波系数基于小波系数阈值进行滤波，可通过公式表示为：其中，λ是置信区间，且λ＞0，Ts2是第二小波系数，F是所述第一小波系数的累积分布函数：其中，Ts1是第一小波系数，f(x)是所述第一小波系数的概率分布函数。7.根据权利要求5所述的矿用微震信号滤波方法，其特征在于，所述第一小波系数的概率分布为高斯分布，其概率分布函数为：其中，μ为第一小波系数Ts1的均值，σ为第一小波系数Ts1的标准差。8.一种矿用微震信号分析设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上权利要求1至7任一项所述的矿用微震信号滤波方法的步骤。9.一种计算机可读存储介质，其特征