小波尺度域和空间域倾角扫描高阶相关去噪技术

 针对常规小波相关去噪仅在尺度域或空间域进行二阶相关去噪的局限，本文提出了一种小波尺度域和空间域高阶相关去噪方法。首先对地震记录剖面进行５个尺度的静态小波分解，得到５个分量记录剖面，对这５个剖面的每道在尺度域对相邻尺度的小波系数进行高阶相关；然后对经尺度域相关的５个剖面在空间域对同一分量记录剖面相邻道的小波系数再进行高阶相关，并用此系数对相应道修正，完成所有分量剖面的空间域相关后的重构，最终得到去噪后的地震记录剖面。数值试验和实际资料处理结果表明，该方法对随机噪声的去噪效果明显优于仅在尺度域或空间域进行二阶相关的小波去噪的效果。     

小波变换域K L变换及其去噪效果分析

K—L变换利用相邻地震道的相关性来去除随机噪声，但对于倾斜和弯曲同相轴反射去噪效果不佳。采用改进的时变倾角扫描叠加K—L变换能够较好地去除随机噪声，但由于在时间域进行，没有考虑有效信号和随机噪声在频率域的特点，高频有效信号易受压制。小波变换具有较强的时频分析能力，在小波变换域进行K—L变换，可以实现分时分频K—L变换去噪。介绍了小波变换域K—L变换压制随机噪声的基本原理，即先将地震信号进行小波分解形成分时分频的小波包剖面，然后用K—L变换对小波包剖面进行去噪，再将去噪后的小波包剖面重构回地震剖面，从而达到消除随机噪声的目的。理论模型计算和实际资料处理表明，小波变换域K—L变换去噪方法在有效去除随机噪声的同时能够保护高频有效信号。     

利用纵向小波包变换和横向多项式拟合提高地震信号的信噪比和分辨率

根据地震剖面上不同的频段和时段有不同的信噪比，以及相邻地震道反射波有效成分（除去噪声的有用信号）在波形和能量上具有较强的相关性的特点，本文提出了应用小波包变换和多项式拟合理论消除噪声和提高信号分辨率的方法。该方法的内容是：先将每道地震记录进行小波包分解，形成地震记录分时分频小波包剖面；然后利用共深度点反射波相关的性质用多项式拟合进行信噪分离；再将各个小波包剖面重构为经去噪后的地震剖面。理论记录计算和实际地震剖面的处理结果表明：利用纵向地震道的小波包分解和横向多项式拟合的分时分频处理方法，能够有效地提高剖面的信噪比和分辨率。     

基于EMD-小波包的随钻测量信号去噪方法

为了降低随钻测量过程中噪声对信号的影响,针对经验模态分解(EMD)去噪方法粗糙和小波包去噪方法缺乏自适应的问题,提出了一种基于EMD-小波包的随钻测量信号去噪方法。利用EMD分解自适应的特点将随钻测量信号分解成几个IMF分量;根据信号自相关函数的特性找出主要含噪的IMF分量,再利用小波包阈值去噪方法将含噪IMF分量中的噪声去除;将去噪后的IMF分量和剩余的分量重构,得到去噪后的随钻测量信号。为验证方法的有效性,进行了随钻测量实验并用该方法对采集的信号进行处理。结果表明该方法能够很好地去除随钻测量信号中噪声的干扰,提高信号的信噪比。     

基于高阶相关的Curvelet域和空间域的倾角扫描噪声压制方法

 低信噪比地震数据处理一直是人们关注的问题。本文基于Curvelet多尺度多角度分析理论及高阶统计理论,提出高阶相关的Curvelet域和空间域倾角扫描压制随机噪声方法,并从向量量化角度解释了该方法的基本原理。文中分析了Curvelet域θ角度特征,提出利用θ作为倾角扫描的角度因子并进行空间域高阶相关计算,实现了对复杂区地震数据的压噪处理。通过对设定模型算例及实际资料的处理计算,验证了该方法在保持有效反射波信息的前提下,可有效压制随机干扰,所得地震剖面的信噪比比常规滤波处理方法有显著的提高。     

基于二次小波变换的地震信号去噪方法

本文在Donoho的小波域阚值去噪处理方法基础上，提出一种基于二次小波变换的地震信号去噪方法，该法是对地震信号进行多尺度小波变换，然后对主要由噪声控制的尺度1上的小波系数再进行第二次多尺度小波变换，并将二次小波变换后的尺度1上的小波系数置零，将其余尺度上的小波系数重构，最后对处理后地震剖面进行小波域阈值去噪处理。通过理论模型和实际资料的处理结果表明，本文所述方法能有效地改善地震剖面处理效果，提高地震资料的信噪比。     

CEEMD与KSVD字典训练相结合的去噪方法

本文提出一种完备总体经验模态分解（CEEMD）方法与K奇异值分解（KSVD）学习字典算法相结合的地震信号去噪方法。含噪信号通过CEEMD分解得到一系列不同尺度的固有模态函数（IMF）;按频率由高到低依次排列IMF各分量,并做自相关分析,去除噪声主导的IMF分量;将累加的过渡IMF分量叠加重构并做CEEMD二次分解,通过自相关分析再次去除噪声主导的IMF分量;分别叠加二次CEEMD分解剩余的IMF分量和一次剩余的IMF分量,得到两个新的含噪信号,并利用KSVD过完备字典分别稀疏表示该两个新的含噪信号,即由稀疏系数重构去噪后地震信号,进而重构最终去噪结果。实验结果证明：该算法的去噪效果明显优于F-X去噪、小波阈值去噪和KSVD字典稀疏去噪等传统方法。     

基于曲波域稀疏约束的OVT域地震数据去噪方法研究

炮检距向量片(offset vector tile,OVT)道集中噪声与有效信号的差异小,深层的弱有效信号同相轴连续性差,传统去噪方法在抑制噪声的同时会对弱有效信号造成较大损伤。为解决这一问题,在OVT道集中引入了基于压缩感知(compressed sensing,CS)理论的曲波域稀疏约束地震数据去噪方法,该方法基于曲波变换的多方向性和各向异性对地震数据进行稀疏描述,利用与噪声相关的信息约束正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit,OMP)重构算法的迭代过程,实现对弱有效信号的提取。模型测试和实际资料处理结果表明:小波阈值去噪方法在抑制噪声的同时会损伤与噪声差异小的弱有效信号,对同相轴的连续性改善不明显,造成深层弱有效信号的同相轴连续性差;CS小波去噪方法可一定程度保护弱有效信息,但由于无法精确表达直线或曲线等边缘特征,分离与噪声差异小的深层弱信号及噪声时效果不理想;基于CS理论的曲波域稀疏约束地震数据去噪方法克服了OMP重构算法对信号稀疏度的依赖,有效提取了OVT域地震数据的中、深反射层的弱有效信号,在压制强随机噪声的同时减少了弱有效信号的损失,提高了地震剖面的信噪比和同相轴的连续性。     

矢量法保真去噪

用矢量的概念和算法能比较容易地对地震信号的相关性、噪声和岩性特征进行定量描述。一个地震道矢量可由相关分量和非相关分量组成,前者反映地震信号的相似连续性,后者包含噪声和岩性的影响。噪声分量不具有倾角特性,而地震道的相关分量和岩性分量均具有倾角特性,因而利用倾角特性可以消除噪声,保留岩性分量,故称这种矢量去噪法为保真去噪法。在具体解法上,我们采用了剖分倾角微元的思想,从而成功地提取出岩性分量,实现了保真去噪。在此基础上发展了一套保真去噪方法,包括随机噪声分离、信号加强及规则噪声分离。这些方法在新疆、四川的地震资料处理中发挥了很好的作用,处理效果十分显著。     

基于多次小波变换的小波域阈值地震信号去噪

在常规小波域阈值信号去噪方法的基础上,提出了基于多次小波变换的小波域阈值地震信号去噪方法。根据小波变换下信号和噪声在多尺度空间中的不同特性,对不同尺度下的小波系数用阈值处理,改进了多次小波变换应用于地震信号去噪的方法。数据仿真和实际应用表明,该方法可以有效压制随机干扰,对提高地震记录的信噪比和分辨率都有较好的效果。     

f-x域经验模式分解与多道奇异谱分析相结合去除随机噪声

近年来,经验模式分解法(EMD)因其处理非稳态地震信号的能力和易于实现而备受关注。总结了EMD在地震去噪中的应用情况,提出了一种基于f-x域EMD和多道奇异谱分析(MSSA)相结合的去噪新方法。该方法不同于f-x域EMD分别与f-x域预测滤波、小波阈值、曲波变换等相结合的各种去噪方法,它可以得到比f-x域MSSA更高的信噪比并能预测f-x域EMD中损失掉的线性能量。该方法的实现过程为:首先,对地震剖面应用f-x域EMD,保留所有相对水平的同相轴,这样在噪声剖面中留下很少的倾斜信号和随机噪声,然后在差异剖面中应用f-x域MSSA恢复倾斜信号,最后将水平信号和倾斜信号相加得到去噪剖面。理论测试和实际数据的处理结果验证了该方法的优越性。     

小波包分析法压制井间地震资料噪声

井间地震资料的随机干扰发育，由于随机干扰的存在，给后续的波场分离与反射成像带来很大困难，为此，必须进行噪声压制。运用coif3小波对两个相邻地震道进行同层次分解，在分解后的小波树中分别提取相同节点号的节点进行重构信号，并对此两重构信号做互相关估计，由于噪声的随机性，如果两重构信号相关系数趋近于零，返回该节点并对它的小波包分解系数进行阈值处理，以消除随机噪声成份。实际资料的处理试验表明，小波包分析法可以较好地压制井间地震资料的随机噪声。     

基于Seislet域分数阶阈值去噪算法的地震资料去噪

相较于由图像领域发展的去噪算法,Seislet阈值去噪算法更好适用于地震数据的去噪处理,但在Seislet阈值去噪算法中,常规硬阈值函数在阈值处存在断点,软阈值函数处理得到的系数与原有系数之间存在恒定偏差,且传统阈值确定准则难以适用于Seislet域。为此,将Riemann-Liouville分数阶积分理论应用到阈值函数中,推导出分数阶阈值函数;再根据地震数据在Seislet域低尺度中有效信号分量远多于高尺度中有效信号分量的特点,提出了一种适用于Seislet域的尺度加权阈值;最后将分数阶阈值函数、尺度加权阈值和Seislet稀疏变换相结合,得到Seislet域分数阶阈值去噪算法。人工合成含噪地震记录和实际地震资料测试结果表明:常规硬阈值和软阈值去噪算法虽然能够在一定程度上压制噪声,但压制效果并不明显,且容易损伤与噪声差异较小的有效信号;分数阶阈值去噪算法较好地克服了硬阈值和软阈值去噪算法的缺点,能够有效压制地震资料中的随机噪声,减少了有效信号的损失,提高了地震资料的信噪比。     

小波域爬山拟合法消除面波

针对现行面波消除技术中傅氏变换的负作用、小波变换去噪中阈值不易准确求取及呈拟双曲线面波顶点及其局部区域面波无法消除问题,提出小波域爬山拟合法消除面波技术。该项技术利用经小波变换后的小波系数上面波特征更为突出的特点,采用爬山法搜索相邻道的相似波形,并求其均值,若该均值满足给定的三个面波判别准则,则从原始小波系数中减去,最后通过重构得到去除面波的记录。理论模型及实际资料处理结果表明:该方法克服了现有消除面波技术中存在的缺点,达到了较好的面波消除效果。     

一种改进的独立分量分析算法在大地电磁去噪中的应用

根据大地电磁噪声的特点和独立分量分析(ICA)中M-FastICA算法的优良性能,结合小波分析和盲源分离的相关理论,提出了一种改进的独立分量分析去噪方法。首先对观测信号进行多尺度小波分解,使信号从单道变成多道,以满足独立分量分析对观测信号的数目需求;然后采用M-FastICA算法对小波分解提取的多层高频分量进行独立分量分析以提取有效独立分量和特定独立分量;引入动态自适应因子来限制特定独立分量的权重以减小观测信号信噪比对去噪效果的影响;最后由小波低频分量和M-FastICA算法提取的两种独立分量共同构成恢复信号。模拟信号仿真实验表明,该方法的去噪性能优于传统小波阈值去噪方法。将该方法应用于实际大地电磁观测资料的去噪处理,无论是视电阻率曲线还是相位曲线,都比去噪前更加光滑和稳定,说明改进的独立分量分析算法能有效地去除大地电磁噪声。     

基于奇异值分解的角度域去噪方法

受地层调谐效应和地震数据品质等因素的影响,角度域共成像点道集(angle domain common image gathers,ADCIGs)存在不同程度的波形拉伸和随机噪声干扰。为了提高ADCIGs及其叠加剖面的成像效果,提出了基于奇异值分解的角度域去噪方法。首先对叠前偏移输出的ADCIGs进行奇异值分解,然后对奇异值进行归一化修正,采用累计贡献率的方法确定降噪阶次,从而实现角度域内的信噪分离和噪声压制。在确定降噪阶次时,采用累计贡献率的方法可以直观地判断各奇异值分量对数据的贡献,便于快速选择降噪阶次。理论模型和实际数据的测试处理结果表明,基于奇异值分解的角度域去噪方法适用于具有水平同相轴的ADCIGs,它能有效分离角度域内的随机干扰,并且能压制高角度处的频率畸变,改善大角度数据的品质。对ADCIGs进行基于奇异值分解的角度域去噪,可进一步提高该叠前道集的精度,从而有效改善角度域叠加剖面的信噪比和分辨率,也为基于叠前道集的速度分析和叠前反演提供了更为准确的数据基础。     

小波包相关阀值去噪

在地震勘探中，随机口音是一种频带较宽，严重影响有效波信噪比的干扰波，一般的一维去噪方法效果都不理想，小波包变换是一种时频分析的方法，在分析中，高频方面优于小波变换，它结合相关阀值，能有效地在地震勘探剖面中消除随机干扰。分析了小波包优优于波变换的基本原理，以及小波包在地震记录中的分解，相关阈值去噪和地震记录重构，进行了实例分析对比，说明了小波包相关阀值法去噪优于其它去噪方法，且该方法计算速度快，简便可行。     

一种非线性滤波去噪方法

大多数的地震数据去噪方法都是根据单参数特征信息提取有效信号或噪声，达到去噪目的，本文利用神经元网络的高维非线性映射特征，设计一种非线性滤波器对数据进行非线性变换，这种滤波器与常规滤波器的不同点在于它综合考虑了地震有效信号和噪声的多种参数表现特征，并将两者有效地分离。经这种方法去噪（空间域）的数据剖面不会降低分辨率，去噪效果受数据信噪比和反射波同相轴倾角的影响较小。本文展示了空间域的处理结果，该方法     

改进的矢量分解压噪方法

矢量分解压噪方法利用噪声偏离有效信号的夹角压制噪声,是一种经典的角度域去噪技术。文中在简要分析矢量分解压噪方法及其现有改进措施的基础上,针对该方法的理论误差来源和算法特点,提出了应用"曲边时窗"进一步改进的技术思路和方案。实施的关键在于根据时窗内各道与时窗中间道达到最大相关时的最佳时移值,建立在纵向上按道分割、在横向上按最佳时移值进行曲线分割的曲边时窗。利用数值模拟和实际数据对比了方法改进前、后的去噪效果,结果表明,应用曲边时窗的矢量分解压噪方法在提高去噪效果的同时,能更好地保护有效信号。针对实际数据设计了曲边时窗矢量分解压噪方法与典型频率域去噪方法(带通滤波、小波阈值去噪)的对比实验,去噪结果表明,对于噪声和有效信号时频特征接近的地震数据,利用本文提出的方法从角度域入手往往能取得更好的去噪效果。     

利用纵向小波包变换和横向多项式拟合提高地震信号的信噪…

根据地震剖面上不同的频段和时段有不同的信噪比，以及相邻地震道反射波有效成分在波形和能量上具有较强的相关性的特点，本文提出了应用小波包变换和多项式拟合理论消除噪声和提高信号分辨率的方法。