[發明專利]一種基于自適應復銳化擴散的沙漠地區地震勘探去噪方法

有效

• 申請號: 201810042285.3
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN107942390B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 林紅波;張鈺姝;李月;葉文海;馬海濤
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01V1/36
• 分類號: G01V1/36
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

1.一種基于自適應復銳化擴散的沙漠地區地震勘探去噪方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：對沙漠地區含噪地震勘探數據I構建一致性判斷算子D:

構建一致性判斷算子D的具體步驟如下：

(1)對二維沙漠地區含噪地震勘探數據I求結構張量R，如下式：

其中為卷積算子，I_x和I_y表示分別對二維沙漠地區含噪地震勘探數據I的x方向和y方向求偏導數，之后采用標準差為ρ的高斯核G_ρ進行線性濾波，從而獲得線性結構張量R，其中元素R₁₂和R₂₁相同，結構張量R是對稱且正定的矩陣，可以獲得該矩陣的兩個標準正交的特征向量ω₁和ω₂,其中特征向量ω₁平行于梯度方向，而特征向量ω₂垂直于梯度方向，兩個特征向量ω₁和ω₂分別對應特征值μ₁和μ₂，公式如下：

其中μ₁代表地震勘探數據I在特征向量ω₁上的變化強度；μ₂代表地震勘探數據I在特征向量ω₂上的變化強度；

(2)利用結構張量在梯度方向和一致性方向所對應的特征值μ₁和μ₂構建一致性判斷算子D，用于分析地震勘探數據結構特征，一致性判斷算子表達式如下：

D＝(μ₁-μ₂)^bμ₁^q (5)

其中參數b和q隨不同數據而做出調整，突出信號的一致性的同時將強噪聲區域的一致性降到最低；

步驟二：利用一致性判斷算子D來構建自適應閾值函數K，公式如下：

K(D)＝Mexp(-D) (6)

其中函數exp(·)是以自然常數e為底的指數函數，參數M是調整閾值與復數域擴散結果虛部的尺度因子；

步驟三：對沙漠地區含噪地震勘探數據I進行自適應復數域銳化擴散濾波，其第n次迭代濾波的變化量如下：

其中表示第n次迭代過程中數據的變化量；a作為銳化系數；arctan(·)是反正切函數；Im(·)表示虛部；θ為將實數域擴散引入到復數域的角度參數，設置為趨近于零的值；N為設定的迭代次數；表示對梯度求幅值大小；η和ξ分別表示數據梯度方向和一致性方向；為第n次迭代過程中的梯度方向擴散系數，為復數；為第n次迭代過程中的一致性方向擴散系數，為實數；和分別表示第n-1次迭代結果I^n-1在梯度方向和一致性方向上的二階導；

借助自適應梯度方向擴散系數和結構張量的特征向量ω₁構建自適應一致性方向擴散系數其中特征向量ω₁＝(ω_1x,ω_1y)^T，并存在如下關系式：

自適應一致性方向擴散系數表示如下：

其中，λ₁為自適應一致性方向擴散系數的權值，δ是用于判斷界限的參數；

第n次迭代濾波的結果：

其中+t表示每次迭代的時間步長；I^n-1表示第n-1次迭代結果；Iⁿ表示第n次迭代結果；當n達到設定迭代次數N時，得到最終迭代濾波結果I^N為地震勘探數據的去噪結果。

2.根據權利要求1所述的一種基于自適應復銳化擴散的沙漠地區地震勘探去噪方法，其特征在于：步驟三中借助自適應閾值函數K來進行構建自適應梯度方向擴散系數表示如下：

其中表示第n次迭代獲得的自適應梯度方向擴散系數；w為自適應梯度方向擴散系數的權值。