1.一种基于深度学习的低频大地电磁强干扰压制方法,其特征在于所述方法包括以下步骤:步骤1:构建低频段的大地电磁含噪信号样本;
步骤2:搭建DnCNN‑GRU深度学习模型,并利用所述大地电磁含噪信号样本进行模型训练得到低频主成分信号提取模型;
其中,所述低频主成分信号提取模型的输入为大地电磁含噪信号,输出为大地电磁含噪信号的低频主成分信号;
步骤3:基于所述低频主成分信号提取模型提取大地电磁实测信号中的低频主成分信号,再从所述大地电磁实测信号中滤除所述低频主成分信号后分离出高频含噪信号;
步骤4:对所述高频含噪信号进行噪声压制得到高频含噪信号的噪声轮廓,进而去除噪声得到无噪的高频有效信号;
步骤5:将所述低频主成分信号和所述无噪的高频有效信号进行合并拼接得到降噪后的大地电磁信号。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述DnCNN‑GRU深度学习模型的网络可划分为DnCNN去噪卷积神经网络和GRU门控循环网络;
其中,所述DnCNN去噪卷积神经网络由依次连接的卷积层1、20个CBR模块(CBR模块1~CBR模块20)以及输出层构成;
其中,所述卷积层1由一个卷积层以及一个ReLU激活函数构成;
所述CBR模块由一个卷积层、一个批量归一化层、一个ReLU激活函数组成;
所述输出层由卷积层2和一个线性连接层1构成。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:所述GRU门控循环网络由两个GRU单元、两个线性连接层、两个特征融合层组成;
其中,所述两个线性连接层为线性连接层2和线性连接层3;所述DnCNN去噪卷积神经网络的输出数据与经过卷积层1跳跃连接输送的数据共同输入至所述GRU门控循环网络中的特征融合层1,特征融合层1输出的数据输入至所述两个GRU单元处理后再输入至线性连接层2;
所述线性连接层2输出的数据再与经过卷积层1跳跃连接输送的数据共同输入至特征融合层2,之后输入至线性连接层3,得到所述低频主成分信号。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:所述GRU门控循环网络由两个GRU单元、以及两个线性连接层组成,所述DnCNN去噪卷积神经网络的输出数据输入至所述GRU门控循环网络后,依次经所述两个GRU单元处理再输入至所述两个线性连接层,最后一个线性连接层的输出为所述低频主成分信号。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤4的执行过程如下:步骤4‑1:基于KSVD字典学习对分离出的高频含噪信号进行处理,得到反映高频含噪信号噪声轮廓特征的过完备字典;
步骤4‑2:进行过完备字典更新,以及采用正交匹配算法OMP,稀疏表示出所述高频含噪信号中的噪声轮廓,再从所述高频含噪信号中去除所述噪声轮廓得到无噪的高频有效信号。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于:步骤4‑1的执行过程为:将所述高频含噪信号按等间距进行分割得到待处理数据矩阵,随机选取待处理数据矩阵中的K个列向量作为字典学习的初始过完备字典;然后,基于所述待处理数据矩阵和初始过完备字典进行稀疏编码求得稀疏表示系数;通过交替更新过完备字典和稀疏表示系数得到最终的过完备字典;
步骤4‑2的执行过程为:基于所述过完备字典,采用正交匹配算法OMP对待处理数据矩阵进行稀疏分解,得到稀疏表示系数矩阵,过完备字典与稀疏表示系数矩阵相乘得到高频含噪信号的噪声轮廓;从所述高频含噪信号中去除掉噪声轮廓得到无噪的高频有效信号。
7.一种基于权利要求1‑6任一项所述方法的系统,其特征在于:包括:样本构建模块,用于构建低频段的大地电磁含噪信号样本;
模块构建模块,用于搭建DnCNN‑GRU深度学习模型,并利用所述大地电磁含噪信号样本进行模型训练得到低频主成分信号提取模型;
其中,所述低频主成分信号提取模型的输入为大地电磁含噪信号,输出为大地电磁含噪信号的低频主成分信号;
信号提取模块,用于基于所述低频主成分信号提取模型提取大地电磁实测信号中的低频主成分信号,再从大地电磁实测信号中滤除所述低频主成分信号后分离出高频含噪信号;
噪声压制模块,用于对所述高频含噪信号进行噪声压制得到高频含噪信号的噪声轮廓,进而去除噪声得到无噪的高频有效信号;
合并模块,用于将所述低频主成分信号和所述无噪的高频有效信号进行合并拼接得到降噪后的大地电磁信号。
8.一种基于权利要求1‑6任一项所述方法的系统,其特征在于:至少包括:信号探测器以及处理器;
其中,所述信号探测器布设在探测区域,用于采集大地电磁实测信号;
所述处理器中载入或调用步骤1‑步骤5对应的计算机程序实现对所述大地电磁实测信号降噪;或者载入或调用预先构建的低频主成分信号提取模型以及步骤3‑步骤5对应的计算机程序,进而实现对所述大地电磁实测信号降噪。
9.一种电子终端,其特征在于:至少包含:
一个或多个处理器;
以及存储了一个或多个计算机程序的存储器;
其中,所述处理器调用所述计算机程序以实现:
权利要求1‑6任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于:存储了计算机程序,所述计算机程序被处理器调用以实现:权利要求1‑6任一项所述方法的步骤。