独立分量分析在探地雷达信号处理中的应用初探
来源期刊：煤田地质与勘探2005年第6期
论文作者：赵安兴 蒋延生 汪文秉
关键词：探地雷达; 信号处理; 独立分量分析; 信号分离;
摘 要：针对探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)信号信噪比低、背景杂波强,事先对探测目标的信息所知甚少,近乎处于"盲"状态,因而实际处理难度大等实际问题,提出了将独立分量分析(Independent Component Analysis,ICA)这种盲信号处理技术应用于GPR信号处理,并利用ICA中的Fast-ICA算法,对ICA法在GPR信号处理中的应用进行了初步探索,实现了GPR信号中弱目标信号和强背景杂波的有效分离,并初步解决了对所分离目标信号的正确排序,以及由ICA方法本身带来的所分离目标独立分量信号符号的不确定性等问题,使GPR信号信噪比大幅提高,从而使GPR的目标检测性能也得以显著改善.在对诸如地雷、地下管线等局部目标的时域有限差分法(Finite-difference Time-domain,FDTD)、仿真GPR数据和室外试验观测GPR数据进行ICA处理后,都取得了理想的结果.
赵安兴1，蒋延生1，汪文秉1
(1.西安交通大学微波与光通信研究所,陕西,西安,710049)
摘要:针对探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)信号信噪比低、背景杂波强,事先对探测目标的信息所知甚少,近乎处于"盲"状态,因而实际处理难度大等实际问题,提出了将独立分量分析(Independent Component Analysis,ICA)这种盲信号处理技术应用于GPR信号处理,并利用ICA中的Fast-ICA算法,对ICA法在GPR信号处理中的应用进行了初步探索,实现了GPR信号中弱目标信号和强背景杂波的有效分离,并初步解决了对所分离目标信号的正确排序,以及由ICA方法本身带来的所分离目标独立分量信号符号的不确定性等问题,使GPR信号信噪比大幅提高,从而使GPR的目标检测性能也得以显著改善.在对诸如地雷、地下管线等局部目标的时域有限差分法(Finite-difference Time-domain,FDTD)、仿真GPR数据和室外试验观测GPR数据进行ICA处理后,都取得了理想的结果.
关键词:探地雷达; 信号处理; 独立分量分析; 信号分离;
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