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基于独立分量分析的工频干扰消除技术


□ 魏 巍 刘学伟

  (中国地质大学 地球物理与信息技术学院,北京 100083)
  摘 要:简要介绍了ICA的基本原理和快速算法,在分析地震信号和工频干扰特点的基础上,利用ICA技术来消除地震记录中的工频干扰,并与常规方法进行比较。研究结果表明ICA在有效消除工频干扰的同时,能够保护有效信号,并且在提高资料的信噪比方面更有优势,具有良好的应用前景。
  关键词:独立分量分析;盲源分离;快速独立分量分析算法;工频干扰
  中图分类号:TP391 文献标志码:A
   文章编号:10013695(2009)01022703
  
  Power interference removal method based on independent component analysis
  WEI Wei,LIU Xuewei
  ( School of Geophysics & Information Technology, China University of Geosciences, Beijing 100083, China)
  Abstract:This paper studied the fundamentals and fast algorithm of ICA, tried to remove the power interference in seismic data on the base of analyzing the features of seismic data and the power interference. Compared with the results of the conventional methods, ICA has good effect on removing the power interference and can protect the available signals effectively. Results show that ICA has better effect on improving the signal to noise ratio and has a good application perspective.
  Key words:independent component analysis(ICA); blind source separation(BSS); FastICA algorithm; power interference
  在地震勘探数据采集时,如果有工业电传输线穿过勘探区域,则在采集的地震数据中将包含工频干扰,这势必会影响地震勘探的精度。目前压制工频干扰主要采用两种方法:a)陷波滤波法。它是在频率域中实现的,设计多吸收点的、具有一定阻带宽度的陷波滤波器组,用于消除工频干扰的基波和谐波成分。如果信号频谱与工频干扰的频谱有混叠,则陷波滤波器在滤除工频干扰的同时也会造成目标信号的损失。b)自适应滤波法。该方法的前提是目标信号和干扰波不相关。在此基础上,利用自适应滤波算法(最小均方或最小二乘法),自动调整滤波器系数,以跟踪输入过程的变化,并实现工频干扰的自适应抵消。这种方法在时间域进行,其本质与陷波滤波是一致的[1]。 ......
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