f-x域Cadzow技术分块压制随机噪声及其应用

介绍了一种f-x域Cadzow滤波分块压制随机噪声的技术。首先构建Hankel矩阵,然后利用复数域奇异值分解(SVD)技术进行特征值分解,利用优选特征值的加权并通过替换频率切片实现随机噪声的压制。采用分块处理解决实际地震资料中存在的倾角变化非稳态问题,与传统的假设同相轴水平的SVD技术相比,该技术无需对同相轴进行任何相对时差校正,在假设线性同相轴条件下适应同相轴交错的复杂情况。模型数据处理结果表明,如果地层的倾角个数与选取的特征值个数相同,则对无噪数据没有损害。实际资料处理结果表明,f-x域Cadzow滤波技术是一种稳健的压制随机噪声的技术。     

f-x域CEEMD与Cadzow滤波相结合去除地震随机噪声

针对当前f-x域CEEMD分频去噪容易损失倾斜有效信号及Cadzow滤波法秩的大小难以选择等问题,研究了一种f-x域CEEMD结合Cadzow滤波的去噪方法。对原始含噪剖面应用f-x域CEEMD分频处理,利用其在保留水平同相轴方面的优势,将原始剖面分割为水平同相轴剖面和倾斜同相轴剖面。利用Cadzow滤波法通过保留较大的秩和较小的秩分别对水平和倾斜剖面做进一步降噪处理,恢复有效信号,将二者相加得到最终降噪剖面。该方法能恢复在f-x域CEEMD分频去噪中损失的倾斜同相轴,且能优化在应用Cadzow滤波法去噪时对秩大小的选择。数值计算结果证明了该方法的有效性。     

利用时空域预测实现地震资料随机噪声衰减

本文在对频率－空间域预测滤波压制随机噪声进行分析的基础上，实现了时间－空意域线性预测压制随机噪声，与频率－空间域方法相比，时间－空间域预测法可以自由地控制算子在时间方向的长度，尤其对中、低信噪比地震资料具有更强的压制随机噪声的能力。该方法可以很方便地扩展为全三维随机噪声衰减。文中给出了应用此方法的理论模型和实际资料的例子，表明它是一种很有效的去噪手段。     

时变中值滤波技术在地震随机噪声衰减中的应用

 地震勘探中的随机噪声一直是影响地震信号信噪比的主要因素之一。本文针对一维经典中值滤波器对地震信号去噪能力过强而导致有用信息被破坏的缺点，基于噪声特性设定一个窗口长度控制阈值，再根据地震数据与阈值的关系选取合适的时变窗口进行中值滤波， 以取得有效信号与不同强度噪声之间的最佳平衡效果。通过理论模型处理及对多个处理方法的对比，表明本方法的去噪能力优于二维多级中值滤波器，而保护有效信号的能力要优于经典中值滤波器。实际剖面的处理效果也表明，此方法不仅能有效地滤除脉冲噪声，而且能很好地保护有用信号。     

三维叠后随机噪声衰减技术

讨论了二维ＡＲ 及三维叠后ｆ－ｘ,ｙ域预测随机噪声衰减技术;推导了沿不同空间方向预测的二维ＡＲ预测模型及其系数之间的关系;实现了基于同样原理之定的地震数据体边缘处的预测。实际资料处理的结果表明,这种处理方法在保持信号原有特征方面要优于ｆ－ｘ,ｙ方法。     

叠前随机噪声衰减及其应用技巧

本文简要地介绍GeoEast系统中叠前随机噪声衰减模块的基本原理,并且着重介绍该模块中能量比值加权、算子外推、预测算子长度、处理的起始频率和终止频率、时间和空间长度及其重叠的百分数等几个重要参数的作用,同时介绍了这些参数与计算机机时的关系以及这些参数的应用技巧。     

F-X域奇异值分解预测滤波法随机噪声衰减

信息分析中的预测技术在地震勘探中得到了广泛的应用，一维预测滤波能消除鸣震等具有周期性的干扰波，但对随机干扰则无能为力。     

零相位谱调整滤波噪声衰减技术及其应用

本文从信号分析理论和地层反射的物理特性出发，将滤波和谱均衡两类单道噪声衰减技术统一起来，并加以改进，提出了零相位谱调整滤波噪声衰减的概念及其相应技术。实际应用表明，零相位谱调整滤波是一种最佳的单道噪声衰减技术，既能有效地提高地震的信噪楷，又能最大限度地保留原始资料的分辨率。     

基于方向金字塔分解与均值滤波联合的叠前地震数据随机噪声压制

在方向金字塔多尺度、多方向分解原理的基础上,提出了基于局部拉普拉斯概率密度模型和最大后验概率估计的随机噪声压制方法,该方法能够压制大部分随机噪声,但信号局部存在畸变和残余噪声。均值滤波具有图像平滑的作用,可以消除信号畸变,压制残余噪声,因此提出了方向金字塔分解与均值滤波联合的随机噪声压制方法。数值模拟实验和实际应用效果表明,该方法能有效压制随机噪声,提高地震资料的信噪比。     

基于时空变中值滤波的随机噪声压制方法

针对一维中值滤波的滤波方向与滤波窗长单一的缺陷,一方面根据反射信号沿同相轴方向的相干特征,分别对每个采样点设置合适的滤波方向;另一方面根据地震数据的相干程度,分别对每个采样点设置合适的滤波窗长,从而得到具有时空变特性的改进中值滤波方法。理论模型与实际数据的处理效果均表明,无论是对于理论模型合成的单炮记录还是波场复杂的实际地震资料,本文方法均能在有效地压制随机噪声的同时,较好地保护有效信号。     

二维多级中值滤波技术在随机噪声消除中的应用初探

二维多级中值滤波技术是信号处理中的一项成熟技术，它不仅具有自适应性，而且具有窗口的可变性。本文将这项技术用于地震勘探中的噪声压制，重点分析了噪声条件与滤波因子长度的关系。本文中定义的噪声条件包括噪声强度及噪声分布密度两个因素。当噪声条件固定时，二维多级中值滤波效果以5点滤波长度为最佳；当固定噪声密度时，改变噪声强度对滤波长度的选取不起决定性作用；当固定噪声强度，改变噪声密度对滤波长度有很大的影响。此法通过实际资料的处理，不仅能有效地压制随机噪声，而且在一定程度上削弱了浅层折射干扰。     

基于贝叶斯阈值估计的曲波域自适应随机噪声衰减

与小波变换相比,曲波变换可以更好地表达曲线奇异函数的异向性。根据曲波变换对于光滑且二阶连续可微函数所具有的最优逼近性能,结合贝叶斯理论,给出了基于曲波域的自适应阈值去噪方法。通过对合成地震记录及实际地震数据的处理,验证了该方法的有效性。结果表明,与传统小波阈值法相比,基于贝叶斯阈值估计的曲波域自适应去噪方法不仅可以很好地衰减随机噪声,有效提高地震资料的信噪比,而且能够较好地保持有效信号。     

基于三维各向异性拉普拉斯滤波的随机噪声压制方法及应用

准噶尔盆地叠后地震资料随机噪声压制主要采用三维空间预测滤波（FXY）方法。由于假设同相轴在短距离内是线性的,因此该方法在提高强能量信号信噪比的同时,也会损伤相对弱小信号,模糊断层和裂缝等线性相关性较差的地质体的信号特征。为此,基于GeoEast系统研发了利用三维各向异性拉普拉斯滤波的随机噪声压制方法。模型试验和在准噶尔盆地不同地区的实际资料应用结果均表明,本文方法对随机噪声的压制效果优于FXY方法,能明显提高地震资料信噪比、较好地保护有效信号、清晰展现地质体边缘特征细节及提高断层成像精度,为后续储层反演和精细地震资料解释夯实了基础。     

在低信噪比VSP资料处理中应用随机噪声衰减技术

近几年发展起来的随机噪声衰减技术,对提高地面地震叠加剖面(或叠偏剖面)的信噪比有明显的效果。这项技术的应用前提在于时间-空间域的信号变换到频率-空间域后,在每个频率上可以表示为与子波形状无关的一系列复指数函数之和,也就是说,频率-空间域中的信号在每个频率上都可看作是一个线性同相轴。利用这个特性,就可以把信号和噪音分离开来。VSP资料中的上行波、下行波和转换横波都具有线性特征,因而它具备应用此项技术的前提条件。试验结果证实,将随机噪声衰减技术用于VSP资料处理,可以有效地提高信噪比,改善初至拾取的精度。     

全三维随机噪声衰减技术

常规的随机噪声衰减技术(RNA)是使用一维空间预测算子,对三维地震资料按二维方式逐条测线进行处理.因而,它没有充分利用三维地震资料中更多的信号空间相干信息,未能实现真正的全三维随机噪声衰减.为此,本文以二维矩形预测算子代替常规RNA使用的一维预测算子,充分利用三维地震资料在相邻CDP面元上的空间相干信息,实现了三维地震资料的全三线去噪处理.     

最小极化度滤波

地震信号和随机噪声具有不同的极化特性，可以利用极化分析的方法压制地震记录上的随机噪声。以Samson(1973)提出的谱矩阵极化分析方法为基础，结合复地震道技术给出最小极化度滤波方法。假设地震记录由有效信号和不相干随机噪声组成，由不相干随机噪声的复地震道构造协方差矩阵，将此协方差矩阵作为谱矩陈，根据不相干随机噪声的极化度最小这一准则，推导出最小极化度滤波方法的算子。该方法既可应用于三分量地震记录，也可用于单分量的地震记录。     

叠前F—X域相干噪声衰减

地震资料中相干噪声的存在常常影响后续处理的质量，而如ｆ－ｋ滤波、τ－ｐ变换、速度陷波滤波器常规的叠前去噪方法又不能有效地消除这些噪声，且它们都有定一的缺陷和使用限制条件，在去噪的同时对信号也产生很大畸变。本根据相干噪音的特性，叙述了一种在ｆ－ｘ域消除叠前相干噪声的方法。合成记录和实际资料的试算表明，该方法是稳健可靠的，在保留有效信号瓣同时能很好地消除相干噪音。且几乎不受任何条件的限制。     

局部频率域SVD压制随机噪声方法

常规SVD技术去除随机噪声是在时间域进行的,对水平同相轴有较好的去噪效果;但对同相轴是倾斜或弯曲的情况,则要进行局部倾角扫描校正,从而限制了其在实际中的应用。为此,本文研究了局部频率域SVD压制随机噪声方法,有效克服了时间域局限性。首先对时空域滑动窗口内地震数据进行傅氏变换,并对每个频率切片构建Hankel矩阵,再对Hankel矩阵进行SVD滤波(降秩重构),最后反变换到时间域,得到去除随机噪声的结果。通过构建块Hankel矩阵,将该方法扩展到三维地震数据体的噪声压制处理中。模型及实际资料处理结果对比表明,该方法在有效压制随机噪声的同时,能够较好地保留有效信号,优于常规频域预测滤波结果。     

基于时频滤波的吸收衰减参数估算

对地层的吸收衰减估计所面临的一个重要问题是估计的分辨率较低。利用叠后地震反射资料,在尽可能短的时窗内有效地估计衰减是一个具有挑战性的课题。基于Margrave提出的地震记录的非平稳褶积模型,本文提出将时频滤波算子作用于反褶积后的地震记录,得到衰减作用后的反射系数,再行估计吸收衰减,可有效地提高衰减估计的分辨率。该方法不同于目前已知的估计方法,理论上能在小于子波波长的时窗内进行吸收衰减估计。     

Shearlet域自适应阈值地震数据随机噪声压制

Shearlet变换因其最优的稀疏表示和多尺度、多方向特性,对地震数据噪声有很好的压制效果。但基于Shearlet变换的传统阈值法仅考虑了信号的稀疏性在尺度上的特征,没有考虑在方向上的分布特征,不能使去噪效果达到最佳。结合Shearlet变换多尺度、多方向特性,在尺度自适应阈值基础上,研究信号在Shearlet域不同方向上的分布规律,提出一种随尺度和方向同时自适应变化的阈值。通过求取同一尺度、不同方向的L₂范数,统计有效信号的分布规律,进而在阈值计算过程中添加方向自适应项,达到随尺度和方向同时自适应的目的。理论和实际数据的试验结果表明,基于尺度和方向同时自适应的阈值相对于传统阈值能够更有效压制随机噪声,最大限度地保留有效地震信息。