(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211122147.9 (22)申请日 2022.09.15 (71)申请人 核工业航测遥感中心 地址 050002 河北省石家庄市学府路1 1号 申请人 河北航遥科技有限公司 (72)发明人 张光雅　李兵海　武雷超　卢亚运　 孟祥宝　 其他发明人请求 不公开姓名　 (74)专利代理 机构 石家庄国域专利商标事务所 有限公司 131 12 专利代理师 王娟 (51)Int.Cl. G06K 9/62(2022.01) G06F 17/16(2006.01) (54)发明名称 一种航空伽玛能谱数据降噪方法 (57)摘要 本发明提供了一种航空伽马能谱数据降噪 方法， 包括有读入原始航空伽玛能谱数据， 并分 段对原始数据进行降噪处理； 利用稀疏字典 D对 航空伽马能谱数据进行降噪。 本发明通过采用K ‑ SVD训练稀疏字典 D， 能够对航空伽玛谱数据中的 干扰噪声进行良好的滤除， 降低统计涨落对谱数 据带来的影 响， 与此同时降噪后的信号具有更好 的光滑度， 保留原始数据有效信息的同时还原信 号波峰波谷等特征， 与此同时避免了人工调参的 过程， 具有较强的自适应性。 权利要求书1页 说明书4页 附图5页 CN 115438739 A 2022.12.06 CN 115438739 A 1.一种航空伽马能谱数据降噪方法， 其特 征是， 包括如下步骤： a、 读入原始航空伽玛能谱数据， 初始化参数， 并设原始数据长度为L， 以50为一次步长， 确定训练帧数PX， 并分段对原 始数据进行降噪处 理； b、 初始化稀疏字典D， 并初始化 其稀疏度为K； c、 利用OMP算法求 解稀疏表示向量x； d、 分解矩阵稀疏字典D和 令di以及xi为零， 并求解误差矩阵E， 依据 min‖ E‑dixi‖原则， 利用SVD算法对di以及xi优化； e、 对稀疏字典原子进行逐列更新， 并判断稀疏字典是否更新完毕， 满足则进行下步， 否 则返回步骤d； f、 判断是否 达到最大迭代次数， 达 到后则进行 下一步， 否则返回步骤b； g、 得到更新后的稀疏字典D和稀疏表示向量x； h、 利用g步骤中得到的更新后的稀疏字典和稀疏表示向量x重构原始信号， 得到降噪后 的航空伽玛能谱信号。 2.根据权利要求1所述的航空伽马能谱数据降噪方法， 其特征是， 在所述步骤a中， 以50 为一次步长求平均值， 并将所求平均值作为训练稀疏字典的输入变量， 此时输入变量的训 练帧数为PX＝fl oor(L/50)。 3.根据权利要求2所述的航空伽马能谱数据降噪方法， 其特征是， 在所述步骤b中， 将在 所述步骤a中得到的输入变量作为初始化稀疏字典D的初始值。 4.根据权利要求1所述的航空伽马能谱数据降噪方法， 其特征是， 在所述步骤a中， 在所 述步骤b中， 初始化过完备冗余稀 疏字典的维度为PX*LL， 其中LL的值确定原则是： LL＝2/3* PX。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115438739 A 2一种航空伽玛能谱数据降噪方 法 技术领域 [0001]本发明涉及核技术勘查中核探测数据处理领域， 具体地说是一种一种航空伽玛能 谱数据降噪方法。 背景技术 [0002]航空伽玛能谱测量通过安装在飞机上的伽玛能谱仪实现对地表、 土壤以及大气等 区域中的放射性核素 的含量以及分布规律等信息进行探测。 其基于多种 学科和理论基础， 例如： 核物理学、 地质学、 电子学等等。 由于其具有效率高， 成本低以及使用范围广等优点而 广泛应用于地质找矿、 核事故应急事件监测以及工程地质调查等领域。 而航空伽玛能谱测 量的过程中通常会受到统计涨落以及仪器本身噪声等方面的影响， 从而使得收集到的数据 中包含一定的噪声干扰成分， 而这也就使得放射性核素 的计算精度 受到一定的影响， 因此 数据处理中， 首先进行降噪处 理是保证航空伽玛能谱测量结果精度的重要前提。 [0003]目前常用的航空伽玛能谱数据降噪方法有MNF(Maximum  noise fraction)、 NASVD (Noise Adjusted  Singular  Value Decomposition)、 最小二乘移动平滑法、 小波变换等。 其中MNF利用统计学 理论实现数据的降噪。 NASVD方法通过P C分析方法对能谱主要成分进 行 了提取， 并利用上述主要成分对原始数据进 行重构， 从而得到实现对噪声的滤除， 但与此同 时也造成部 分有用信息的丢失； 最小二乘移动平滑法需要 人工根据信号特点对拟合点数量 进行选取， 因此缺 乏自适应性； 小波变换通过对能谱数据中的高频成分进行滤除从而达到 降噪的效果， 但相应的分解重构尺度需要人工根据数据特点的不同进行合适的选取， 同样 的自适应能力较差； 基于小波阈Wiener滤波器的能谱降噪方法， 其通过采用双小波基与 Wiener滤波器相结合的方式降低统计涨落对能谱数据的影响， 但该方法要求信号以及噪声 具有先验性， 增 加降噪过程的复杂度。 发明内容 [0004]本发明的目的就是提供一种航空伽玛能谱数据降噪方法， 以解决现有降噪方法效 果差的问题。 [0005]本发明是这样实现的： 一种航空伽马能谱数据降噪方法， 包括如下步骤： [0006]a、 读入原始航空伽玛能谱数据， 初始化参数， 并设原始数据长度为L， 以50为一次 步长， 确定训练帧数PX， 并分段对原 始数据进行降噪处 理； [0007]b、 初始化稀疏字典D， 并初始化 其稀疏度为K； [0008]c、 利用OMP算法求 解稀疏表示向量x； [0009]d、 分解矩阵稀疏字典D和 令di以及xi为零， 并求解误差矩阵E， 依 据min||E‑dixi||原则， 利用SVD算法对di以及xi优化； [0010]e、 对稀疏字典原子进行逐列更新， 并判断稀疏字典是否更新完毕， 满足则进行下 步， 否则返回步骤d； [0011]f、 判断是否 达到最大迭代次数， 达 到后则进行 下一步， 否则返回步骤b；说　明　书 1/4 页 3 CN 115438739 A 3