×

基于Shannon和Tsallis熵的小波地震信号去噪。 (英语) Zbl 1268.94016号

摘要:地震图是地震工程中重要的信息来源。但是,这些记录总是被噪声污染,在将其用于地震应用之前必须将其清除。最近,基于小波的技术被证明是非常有效的去噪方法,可以实现高信噪比。然而,选择正确的阈值在决定信噪比值方面起着至关重要的作用。奇怪的是,在地震和非地震研究中只有很少的阈值。本文通过两个实验,提出了一组新的基于熵的阈值分割器。在实验1中,我们提出了一种基于Shannon熵的算法,产生了11.205信噪比。在实验2中,我们使用了Tsallis熵,该熵通过提供12.23信噪比适度地改善了结果。像visu和normal shrink这样的现有阈值分别产生了10.19和10.07 SNR。通过我们的实验,我们观察到对于低频问题(σ=0.27),两个熵的性能相当匹配。然而,对于高频(sigma=2.7),Tsallis产生了稍好的信噪比,并且通过平滑加速度图来检测P波和S波的发生更可行。

MSC公司:

94甲17 信息的度量,熵
42立方厘米 涉及小波和其他特殊系统的非三角谐波分析
65T60型 小波的数值方法
86甲15 地震学(包括海啸建模)、地震
94甲12 信号理论(表征、重建、滤波等)
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] http://www.oxbridgewriters.com/essays/engineering/use-of-earthquake-accelerograms.php; http://www.oxbridgewriters.com/essays/engineering/use-of-earthquake-accelerograms.php
[2] http://earthquake.usgs.gov/erthquakes/world/world_deaths.php; http://earthquake.usgs.gov/erthquakes/world/world_deaths.php
[3] A.F.Shakal,J.T.Ragsdale,CSMIP加速度图数字化系统的加速度、速度和位移噪声分析,摘自:《第八届世界地震工程会议论文集》,第111-118页,1984年。;A.F.Shakal,J.T.Ragsdale,CSMIP加速度图数字化系统的加速度、速度和位移噪声分析,见《第八届世界地震工程会议论文集》,第111-118页,1984年。
[4] 约翰·道格拉斯;Boore,David M.,强震记录的高频滤波,《地震工程公报》,9,395-409(2011)
[5] Mollova,Guergana,地震加速度记录数据处理中数字滤波的影响,EURASIP信号处理工程进展杂志,2007,3,1-9(2007),文章ID 29502·兹比尔1168.94429
[6] K.K.Nair,A.S.Kiremidjian,Y.Lei,J.P.Lynch,K.H.Law,《时间序列分析在结构损伤评估中的应用》,载于:《结构健康监测国际会议论文集》,第14-16页,2003年。;K.K.Nair,A.S.Kiremidjian,Y.Lei,J.P.Lynch,K.H.Law,《时间序列分析在结构损伤评估中的应用》,载于:《结构健康监测国际会议论文集》,第14-16页,2003年。
[7] 托多罗夫斯卡,玛丽亚一世。;Trifunac,Mihailo D.,《利用小波检测响应突变进行结构健康监测:在地震中受损的6层钢筋混凝土建筑中的应用》,公共工程研究所技术备忘录,3983245-265(2005)
[8] 桑燕芳;王栋(Wang,Dong);吴继春;朱庆平;王玲,时间序列分析的基于熵的小波去噪方法,熵,11123-1147(2009)·兹比尔1179.94027
[9] 加利亚纳·梅里诺,J.J。;罗莎·海尔茨,J。;Giner,J。;莫利纳,S。;Botella,F.,用小波包变换对短周期地震记录进行去噪,美国地震学会公报,93,6,2554-2562(2003)
[10] M.C.E.Rosas-Orea、M.Hernandez-Diaz、V.Alarcon-Aquino、L.G.Guerrero-Ojeda,基于小波的去噪算法的比较模拟研究,摘自:《第十五届电子、通信和计算机国际会议论文集》,第125-130页,2005年。;M.C.E.Rosas-Orea,M.Hernandez-Diaz,V.Alarcon-Aquino,L.G.Guerrero-Ojeda,《基于小波的去噪算法的比较模拟研究》,载《第十五届电子、通信和计算机国际会议论文集》,第125-130页,2005年。
[11] Trifunac,医学博士。;Lee,V.W。;Todorovska,M.I.,强震加速度图自动数字化中的常见问题,土壤动力学和地震工程,18519-530(1999)
[12] Scherbaum,F.,《极点和零点:数字地震学基础》(1996),Kluwer学术出版社,第292页
[13] Douglas,A.,降低地震图噪声的带通滤波:有更好的方法吗?,美国地震学会公报,2012年6月87日,770-777
[14] Boore1,David M。;Akkar,Sinan,因果滤波器和非因果滤波器对弹性和非弹性反应谱的影响,地震工程和结构动力学,32,1729-1748(2003)
[15] Paolo Bazzurro、Brian Sjoberg、Nicolas Luco(AIR)、Walter Silva、Robert Darragh,强震处理程序对时间历程、弹性和非弹性谱的影响,COSMOS特邀强震记录处理研讨会,2004年。;Paolo Bazzurro、Brian Sjoberg、Nicolas Luco(AIR)、Walter Silva、Robert Darragh,强运动处理程序对时间历程、弹性和非弹性谱的影响,COSMOS特邀强运动记录处理研讨会,2004年。
[16] Pazos,A。;Gonzalez,M.J。;Alguacil,G.,《应用于地震记录的小波变换非线性滤波器》,《地震学杂志》,7413-429(2003)
[17] 收件人:Albert C。;杰弗里·摩尔(Jeffrey R.Moore)。;Glaser,Steven D.,小波去噪技术及其在实验地球物理数据中的应用,Elsevier Signal Processing,89,144-160(2009)·Zbl 1155.94314号
[18] 安妮斯蒂斯(Antoniadis A.Anestis)。;Oppenheim,G.,《统计学中的小波方法》,第103卷(1995年),Springer Verlag,第5-14页
[19] 安萨里,A。;努尔扎德,A。;Zafarani,H。;Vahidifard,H.,使用改进的小波去噪方法校正高噪声强运动记录,Elesevier土壤动力学和地震工程,30,1168-1181(2010)
[20] 奇克,Z。;伊斯兰教,T。;Rosyidi,S.A。;萨努西,H。;塔哈,M.R。;Mustafa,M.M.,《比较傅里叶分解和小波分解在地震信号分析中的性能》,《欧洲科学研究杂志》,32,3,314-328(2009)
[21] P.Morretin,《统计学中的小波》,第三届国际统计数据分析及相关方法会议,1997年。;P.Morretin,《统计学中的小波》,第三届国际统计数据分析及相关方法会议,1997年。
[22] Donoho,David L.,通过软阈值去噪,IEEE信息理论汇刊,41,3(1995)·Zbl 0820.62002号
[23] 斯塔克,J.-L。;默塔格,F。;Gastaud,R.,基于小波变换和噪声建模的新熵测度[图像压缩],IEEE电路与系统汇刊II:模拟和数字信号处理,45,8118-1124(1998)·Zbl 0999.94513号
[24] 托雷斯,M.E。;Gamero,L.G.,使用信息度量的时间序列相对复杂性变化,《物理学A:统计力学及其应用》,286,3-4,457-473(2000)·Zbl 1052.62540号
[25] 卡利梅里,M。;Papadimitriou,C。;Balasis,G。;Eftaxias,K.,《使用非加性Tsallis熵检测地震前发射的动力学复杂性》,《物理学A:统计力学及其应用》,387,5-6,1161-1172(2008)
[26] 马哈拉林;普雷姆·库马尔·卡拉;Kumar,Nirmal,《使用归一化Tsallis熵增强微钙化的自动方法》,Elsevier Signal Processing,90,3952-958(2010)·Zbl 1177.94110号
[27] 马哈拉林;Beenamol;普雷姆·库马尔·卡拉;Kumar,Nirmal,《使用Tsallis熵的自动图像配准方案》,Elsevier,《生物医学信号处理与控制》,5328-335(2010)·Zbl 1177.94110号
[28] 马哈拉林;Beenamol;普雷姆·库马尔·卡拉;Kumar,Nirmal,《使用Tsallis熵和II型模糊指数的新型自动微钙化检测技术》,Elsevier,《计算机与数学应用》,60,2426-2432(2010)
[29] Tsallis,C.,Boltzmann-Gibbs统计的可能推广,《统计物理学杂志》,52,479-487(1988)·Zbl 1082.82501号
[30] Brij N.Singh,Arvind K.Tiwari,应用于心电信号去噪数字信号处理的小波基函数的最佳选择,第16卷,第275-287页,2006。;Brij N.Singh,Arvind K.Tiwari,应用于心电信号去噪数字信号处理的小波基函数的最佳选择,第16卷,第275-287页,2006年。
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。