基于变分模态分解和小波能量熵的微震信号降噪

作者：孙远; 杨峰; 郑晶; 张浩; 徐茂轩

来源：矿业科学学报, 2019, 4(06): 469-479.

DOI：10.19606/j.cnki.jmst.2019.06.001

• 微震信号
• 变分模态分解
• 小波变换
• 小波能量熵
• 降噪

微震监测技术被广泛应用于矿业工程、石油天然气开采、安全监测等领域。针对微震监测采集到的微震信号存在随机噪声的问题,本文提出了一种变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)和小波能量熵(wavelet energy entropy,WEE)结合改进阈值函数的降噪算法。对原始信号进行VMD分解,将得到的各模态分量(intrinsic mode function,IMF)进行多尺度小波分解,用小波能量熵表征各尺度信号的含噪状态,并以小波能量熵最大子区间的小波系数计算各尺度层的阈值,通过改进阈值函数进行降噪处理后得到新的IMF,重构微震信号。对仿真信号和实测信号进行降噪处理,结果表明,该算法优于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)、集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)、VMD结合小波硬阈值和软阈值降噪方法,提高了微震信号的信噪比。

• 单位
  煤炭资源与安全开采国家重点实验室; 中国矿业大学（北京）