方向可控滤波在地震随机噪声压制中的应用

发布时间：2017-09-11 01:16

  本文关键词：方向可控滤波在地震随机噪声压制中的应用

  更多相关文章： 地震勘探 方向可控滤波 随机噪声压制 拉伸哈密特高斯核函数

【摘要】：地震勘探是探测地下岩层性质和形态的主要方法之一,广泛应用于钻探前勘测油、气和固体资源以及地质地壳等研究。然而受环境影响,在野外采集地震资料的过程中,与地下结构和岩性有关的有用信息往往会受到各种噪声的干扰,严重降低地震资料的信噪比,不利于对地震记录的分析解释。因此,能够较好地对数据进行压制噪声处理,去除干扰,提取有用信息,以此来提升信噪比和分辨率,将有助于对地质属性进行精细地研究,从而更详细了解地质构造,确定资源分布位置。依据噪声在地震剖面上表现的特征,噪声被分为规则噪声和随机噪声。其中规则噪声的频率和视速度固定,能够较好滤除。而随机噪声因其在地震记录上为杂乱无章的震动,频谱分布范围及其广,且传播方向又不确定,所以难以去除。如何有效的压制随机噪声已成为地震记录处理过程中的关键技术环节,本文从反向思维入手,不直接对随机噪声进行处理,而是根据有效信号在时空域的方向性,通过方向可控滤波去除噪声。方向可控滤波器(Steerable Filters)自提出以来一直是图像领域的热点。其基本定义是任意方向的滤波器可由有限个固定方向的基滤波器线性组合得到,且线性系数只与方向参数有关。从定义可以看出,方向可控滤波器在方向是连续的,知道一组基滤波器滤波器结果就可以无需离散插值地计算出任意方向滤波结果。这样方向可控滤波器便具有高方向分辨率、低计算量等优点,使其在特征检测识别方面有着广泛的应用。根据地震记录中有效信号与随机噪声的方向性差异引起的两者在方向维度上局部数字特征表征不同,本文利用方向可控滤波器的高方向分辨率,构建“时间-空间-方向”三维数据,在方向维度上进行阈值处理达到压制随机噪声的效果。针对同相轴的特性,我们对传统方向可控滤波核(哈密特高斯核函数)进行改进,引入一个拉伸系数,构成拉伸哈密特高斯核函数,通过引入新的核函数,滤波时沿着同相轴进行滤波,能够较好地保持同相轴信息的前提下压制噪声。然而拉伸哈密特高斯核函数不满足方向可控滤波器的约束,对此,我们采用近似拟合方法,设计出拉伸哈密特高斯方向可控滤波器。文中从理论和实验两方面对滤波核的选择进行分析。为验证本文提出的方法的可行性,我们首先进行模拟地震信号的处理。通过与传统多方向分辨率方法中的小波方法和Curvelet方法的去噪结果进行对比,表明本文方法既能较好地保持同相轴信息,又能有效地压制随机噪声。然后将本文方法应用于实际地震资料处理,实验证明,经过处理后,同相轴信息更加清晰且连续,随机噪声一定程度也被压制了。理论与实验均验证了本文方法的可行性及有效性。
【关键词】：地震勘探 方向可控滤波 随机噪声压制 拉伸哈密特高斯核函数
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P631.4
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 地震资料去噪的研究意义和现状10-14
• 1.1.1 地震资料去噪的研究意义10-11
• 1.1.2 地震噪声的分类11-12
• 1.1.3 地震资料去噪的研究现状12-14
• 1.2 方向可控滤波器的研究现状14-15
• 1.3 本文工作及全文安排15-18
• 第2章 方向可控滤波器的基本理论18-30
• 2.1 可控性定义18-20
• 2.2 方向可控滤波器的基本定理20-26
• 2.2.1 插值函数定理21-22
• 2.2.2 基滤波器个数定理22-25
• 2.2.3 方向可控函数的一般形式25-26
• 2.3 滤波核的选择26-29
• 2.4 总结29-30
• 第3章 EHGFs方向可控滤波器的设计30-38
• 3.1 EHGFs的基本定义及理论分析30-31
• 3.2 EHGFs方向可控滤波器的设计31-37
• 3.2.1 基本设计思想31-33
• 3.2.2 设计过程33-37
• 3.3 总结37-38
• 第4章 方向可控滤波在地震随机噪声压制中的应用38-52
• 4.1 算法思想及实验步骤介绍38-42
• 4.1.1 算法基本思想38-41
• 4.1.2 算法步骤与实验安排41-42
• 4.2 模拟地震信号的仿真实验42-47
• 4.3 实际地震资料处理47-49
• 4.4 总结49-52
• 第5章 总结与展望52-54
• 5.1 总结52
• 5.2 展望52-54
• 参考文献54-60
• 作者简介60-61
• 致谢61

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本文编号：827755