本發(fā)明屬于das數(shù)據(jù)處理，具體涉及一種das數(shù)據(jù)中背景噪音的壓制方法、系統(tǒng)、介質(zhì)及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、分布式光纖聲波傳感(das，distributed?acoustic?sensing)技術(shù)是一種新型傳感技術(shù)，能實(shí)時(shí)獲取光纖沿線各位置的振動(dòng)信息，具有傳感距離大、空間分辨率高和頻帶寬等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)利用窄線寬激光在光纖中激發(fā)的后向相干瑞利散射對(duì)應(yīng)變變化高度敏感的特性，結(jié)合光反射計(jì)原理，對(duì)與光纖相互作用的環(huán)境振動(dòng)與聲場(chǎng)信息進(jìn)行高精度的感知。

2、激光器相位噪音是das數(shù)據(jù)中一種常見(jiàn)的噪音干擾類型。激光器的相位噪聲分為兩部分，一部分是由于環(huán)境溫度變化或者振動(dòng)導(dǎo)致激光器腔長(zhǎng)改變，導(dǎo)致激光器中心頻率漂移的相位噪聲，另一部分是由于激光器的自發(fā)輻射噪聲導(dǎo)致的。激光器頻率漂移是由環(huán)境引起，一般較為緩慢，影響das對(duì)低頻振動(dòng)的響應(yīng)；自發(fā)輻射相位噪聲表現(xiàn)為寬頻隨機(jī)干擾特征。激光器相位噪音的存在嚴(yán)重影響das資料的品質(zhì)。

3、現(xiàn)有背景噪音壓制方法很多，例如帶通濾波，中值濾波等等，但帶通濾波器不容易設(shè)計(jì)，中值濾波算法有時(shí)會(huì)會(huì)引起失真。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種das數(shù)據(jù)中背景噪音的壓制方法、系統(tǒng)、介質(zhì)及設(shè)備，計(jì)算效率高，效果好，提高了das數(shù)據(jù)品質(zhì)。

2、本發(fā)明的目的之一是提供一種das數(shù)據(jù)中背景噪音的壓制方法。

3、本發(fā)明的目的之二是提供一種das數(shù)據(jù)中背景噪音的壓制系統(tǒng)。

4、本發(fā)明的目的之三是提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

5、本發(fā)明的目的之四是提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備。

6、本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

7、本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種das數(shù)據(jù)中背景噪音的壓制方法，首先獲取das背景噪音的arma模型參數(shù)，再利用arma模型參數(shù)對(duì)das數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪處理，得到降噪后的das數(shù)據(jù)。

8、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：

9、所述方法包括以下步驟：

10、獲取das背景噪音數(shù)據(jù)；

11、獲取das背景噪音的arma模型參數(shù)；

12、利用獲取的arma模型參數(shù)進(jìn)行das數(shù)據(jù)降噪處理。

13、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：

14、所述das背景噪音數(shù)據(jù)為不含有效信號(hào)的任意一段時(shí)間、含所有采集通道的das背景數(shù)據(jù)。

15、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：

16、將所述das背景噪音用一個(gè)差分方程表示，即arma模型為：

17、

18、其中，v(t)為差分方程的驅(qū)動(dòng)白噪聲，x(t)為das激光器相位噪聲，p,q為arma模型階數(shù)；a(k),b(k)為對(duì)應(yīng)的arma模型參數(shù)。

19、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：

20、所述獲取das背景噪音的arma模型參數(shù)的步驟如下：

21、(1)針對(duì)das背景噪音中的任一道數(shù)據(jù)xi(t)，i＝1，2……n，n為總道數(shù)數(shù)據(jù)，估算其arma模型階數(shù)pi,qi，這里可以選用aic準(zhǔn)則、bic準(zhǔn)則等任意模型定階方法確定pi,qi值；

22、(2)選取pi,qi的中值為最終arma模型階數(shù)p,q；

23、(3)確定arma模型階數(shù)p,q后，針對(duì)das背景噪音中的任一道數(shù)據(jù)xi(t)，估算出arma參數(shù)ai(k),bi(k)；

24、(4)計(jì)算ai(k),bi(k)的均值，即為最終的arma模型參數(shù)a(k),b(k)。

25、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：

26、所述利用獲取的arma模型參數(shù)進(jìn)行das數(shù)據(jù)降噪處理，具體操作包括：

27、輸入需要去噪的das原始數(shù)據(jù)x(t)；

28、利用獲取的arma模型參數(shù)對(duì)das原始數(shù)據(jù)x(t)進(jìn)行降噪處理，具體表達(dá)式為：

29、

30、其中，y(t)為降噪后的das數(shù)據(jù)，x(t)為包含背景噪音的das原始數(shù)據(jù)，p,q為arma模型階數(shù)；a(k),b(k)為對(duì)應(yīng)的arma模型參數(shù)，x(t-k)是x(t)在t-k時(shí)刻的值，k為整數(shù)。

31、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：

32、所述das原始數(shù)據(jù)x(t)包含有背景噪音。

33、本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供一種das數(shù)據(jù)中背景噪音的壓制系統(tǒng)，包括：

34、獲取單元，用于獲取das背景噪音數(shù)據(jù)；

35、模型參數(shù)獲取單元，用于獲取das背景噪音的arma模型參數(shù)；

36、降噪單元，用于利用獲取的arma模型參數(shù)進(jìn)行das數(shù)據(jù)降噪處理。

37、本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的至少一個(gè)程序，所述至少一個(gè)程序被所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行如上述所述的das數(shù)據(jù)中背景噪音的壓制方法中的步驟。

38、本發(fā)明的第四個(gè)方面，提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述處理器執(zhí)行如上述所述的das數(shù)據(jù)中背景噪音的壓制方法的步驟。

39、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

40、本發(fā)明是基于實(shí)際的das背景噪音數(shù)據(jù)，估算出背景噪音的arma模型參數(shù)，在根據(jù)arma模型參數(shù)對(duì)das數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪處理，得到降噪后的das數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)das數(shù)據(jù)中背景噪音的有效壓制，能夠顯著提高das數(shù)據(jù)的信噪比，最大程度地保留有效信號(hào)。

41、本發(fā)明方法相較與常規(guī)噪音壓制方法，計(jì)算效率高、且效果好。

技術(shù)特征：

1.一種das數(shù)據(jù)中背景噪音的壓制方法，其特征在于，首先獲取das背景噪音的arma模型參數(shù)，再利用arma模型參數(shù)對(duì)das數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪處理，得到降噪后的das數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的das數(shù)據(jù)中背景噪音的壓制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的das數(shù)據(jù)中背景噪音的壓制方法，其特征在于，所述das背景噪音數(shù)據(jù)為不含有效信號(hào)的任意一段時(shí)間、含所有采集通道的das背景數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的das數(shù)據(jù)中背景噪音的壓制方法，其特征在于，將所述das背景噪音用一個(gè)差分方程表示，即arma模型為：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的das數(shù)據(jù)中背景噪音的壓制方法，其特征在于，所述獲取das背景噪音的arma模型參數(shù)的步驟如下：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的das數(shù)據(jù)中背景噪音的壓制方法，其特征在于，所述利用獲取的arma模型參數(shù)進(jìn)行das數(shù)據(jù)降噪處理，具體操作包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6酥松的das數(shù)據(jù)中背景噪音的壓制方法，其特征在于，所述das原始數(shù)據(jù)x(t)包含有背景噪音。

8.一種das數(shù)據(jù)中背景噪音的壓制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的至少一個(gè)程序，所述至少一個(gè)程序被所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的das數(shù)據(jù)中背景噪音的壓制方法中的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，其特征在于，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述處理器執(zhí)行如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的das數(shù)據(jù)中背景噪音的壓制方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種DAS數(shù)據(jù)中背景噪音的壓制方法、系統(tǒng)、介質(zhì)及設(shè)備，屬于DAS數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域。所述方法為：首先獲取DAS背景噪音的ARMA模型參數(shù)，再利用ARMA模型參數(shù)對(duì)DAS數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪處理，得到降噪后的DAS數(shù)據(jù)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)DAS數(shù)據(jù)中背景噪音的有效壓制，能夠顯著提高DAS數(shù)據(jù)的信噪比，最大程度地保留有效信號(hào)；本發(fā)明與常規(guī)噪音壓制方法相比，計(jì)算效率高、且效果好。

技術(shù)研發(fā)人員：程磊磊,陳浩,楊心超,陳占國(guó),楊小慧
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)石油化工股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28