地震數(shù)據(jù)的恢復方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種地震數(shù)據(jù)的恢復方法，所述方法包括：對時間空間域的地震數(shù)據(jù)進行掃描，得到缺失道地震數(shù)據(jù)和有效道地震數(shù)據(jù)，生成一個數(shù)據(jù)窗，所述數(shù)據(jù)窗內(nèi)的缺失道地震數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)窗內(nèi)的地震數(shù)據(jù)的比值在設定閾值范圍內(nèi)，對數(shù)據(jù)窗內(nèi)的時間空間域的地震數(shù)據(jù)執(zhí)行以下步驟：（a）對時間空間域的地震數(shù)據(jù)進行傅里葉變換，得到頻率空間域的地震數(shù)據(jù)；（b）對頻率空間域的地震數(shù)據(jù)進行恢復，得到恢復后的頻率空間域的地震數(shù)據(jù)；（c）對恢復后的頻率空間域的地震數(shù)據(jù)進行傅里葉反變換，得到時間空間域的恢復后的地震數(shù)據(jù)。采用本發(fā)明所述的地震數(shù)據(jù)的恢復方法使得假頻得到一定程度的壓制，從而能夠較有效地用于帶假頻的地震數(shù)據(jù)的缺失道恢復。
【專利說明】地震數(shù)據(jù)的恢復方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種圖像數(shù)據(jù)恢復方法，更具體地講，涉及一種反假頻高分辨率地震數(shù)據(jù)恢復方法。
【背景技術】
[0002]高分辨率圖像處理與恢復技術在計算機數(shù)字圖像處理領域于近幾十年間得以迅猛發(fā)展。地震數(shù)據(jù)的圖像作為數(shù)字圖像的一種，在兼有計算機數(shù)字圖像的很多特點之外，還獨具一些特點。地震數(shù)據(jù)往往由許許多多的同相軸組成。不同域(如共炮點道集CSP，共中心點道集CMP，共偏移距域道集等)地震同相軸具有不同的形式，有的為雙曲線，有的為近直線。野外地震數(shù)據(jù)采集過程中，往往會因為一些因素，導致地震數(shù)據(jù)的不完整，例如儀器的故障容易導致一些壞道的形成，山川河流的阻隔導致一些區(qū)域無法到達，形成大片的缺失道。地震數(shù)據(jù)壞道及缺失道的存在，會對地震數(shù)據(jù)處理的后續(xù)多個流程造成影響，例如波動方程偏移、譜估計以及表面相關多次波的壓制(SRME)等。
[0003]目前現(xiàn)有的重建地震數(shù)據(jù)圖像的方法，一種是基于波動方程的方法。這種方法是模型驅(qū)動的，即該方法的實現(xiàn)依賴于地下模型參數(shù)，當模型參數(shù)難以獲得或是不準確時，該方法就大受約束。另一種是基于信號處理的方法。這種方法是數(shù)據(jù)驅(qū)動的，它的優(yōu)點是從數(shù)據(jù)本身獲取信息，無需地下模型參數(shù)。該類方法主要有:基于相干傾角的方法、基于線性預測的方法以及基于曲波變換的方法等。基于相干傾角的方法其最大缺點是處理相交同向軸較為困難?；诰€性預測的方法需先恢復低頻信號，再由低頻信號恢復高頻信號，它的問題在于難以利用全頻段信息，從而難以保證高頻信息的相對真實性。基于曲波變換的方法有其很多優(yōu)點，但其缺點也較為明顯，就是計算效率較低，用于生產(chǎn)成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提出一種基于傅里葉變換的頻率波數(shù)域加權處理的高分辨率地震數(shù)據(jù)恢復方法，可以簡單高效地進行含有假頻地震數(shù)據(jù)的缺失道恢復，從而實現(xiàn)地震數(shù)據(jù)的高分辨率化，為下一步的各種地震數(shù)據(jù)處理提供條件，具有良好的應用效果。
[0005]本發(fā)明的一方面提供一種地震數(shù)據(jù)的恢復方法，所述方法包括:對時間空間域的地震數(shù)據(jù)進行掃描，得到缺失道地震數(shù)據(jù)和有效道地震數(shù)據(jù)，生成一個數(shù)據(jù)窗，所述數(shù)據(jù)窗內(nèi)的缺失道地震數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)窗內(nèi)的地震數(shù)據(jù)的比值在設定閾值范圍內(nèi)，對數(shù)據(jù)窗內(nèi)的時間空間域的地震數(shù)據(jù)執(zhí)行以下步驟:(a)對時間空間域的地震數(shù)據(jù)進行傅里葉變換，得到頻率空間域的地震數(shù)據(jù)；(b)對頻率空間域的地震數(shù)據(jù)進行恢復，得到恢復后的頻率空間域的地震數(shù)據(jù)；(C)對恢復后的頻率空間域的地震數(shù)據(jù)進行傅里葉反變換，得到時間空間域的恢復后的地震數(shù)據(jù)。
[0006]可選地，對頻率空間域的地震數(shù)據(jù)進行恢復的步驟包括:(bl)對頻率空間域的地震數(shù)據(jù)進行傅里葉變換，得到頻率波數(shù)譜；(b2)求取頻率波數(shù)譜的最大半徑，根據(jù)頻率波數(shù)譜的最大半徑和預定變量k得到權函數(shù)的范圍界限；(b3)利用權函數(shù)的范圍界限對頻率波數(shù)譜進行處理，得到權函數(shù)處理后的頻率波數(shù)譜；(b4)求取權函數(shù)處理后的頻率波數(shù)譜的模值，從所述模值中找到權函數(shù)處理后的頻率波數(shù)譜的最大模值和最小模值，根據(jù)權函數(shù)處理后的頻率波數(shù)譜的最大模值和最小模值和預定變量k，得到閾值函數(shù)；(b5)利用閾值函數(shù)對權函數(shù)處理后的頻率波數(shù)譜進行處理，得到閾值函數(shù)處理后的頻率波數(shù)譜；(b6)對閾值函數(shù)處理后的頻率波數(shù)譜進行傅里葉反變換，得到頻率空間域的閾值函數(shù)處理后的地震數(shù)據(jù)；(b7)利用步驟(a)得到的頻率空間域的地震數(shù)據(jù)中的有效道地震數(shù)據(jù)取代頻率空間域的閾值函數(shù)處理后的地震數(shù)據(jù)中對應道編號的地震數(shù)據(jù)；(b8)使得k=k+l，檢測k是否等于m, m為大于零的自然數(shù)；(b9)當k古m時,返回執(zhí)行步驟(bl)~步驟(b8) ； (blO)當k=m時，執(zhí)行步驟(c)，其中，預定變量k的初始值為I。
[0007]可選地，本發(fā)明所述的方法可還包括:當對一個數(shù)據(jù)窗內(nèi)的時間空間域的地震數(shù)據(jù)執(zhí)行步驟(a)、(b)、(c)之后，將所述數(shù)據(jù)窗沿空間域的一個方向移動一個窗口的距離，然后對移動后的數(shù)據(jù)窗內(nèi)的時間空間域的地震數(shù)據(jù)執(zhí)行步驟(a)、( b )、( c )。
[0008]可選地，本發(fā)明所述的方法可還包括:為所述數(shù)據(jù)窗增加邊框，其中，對增加了邊框的數(shù)據(jù)窗內(nèi)的時間空間域的地震數(shù)據(jù)執(zhí)行步驟(a)、(b)、(C)。
[0009]可選地，所述邊框可被填充零值。
[0010]可選地，增加的邊框的寬可為10道。
[0011]可選地，步驟(b2)中計算權函數(shù)的范圍界限的公式如下:
[0012]
【權利要求】
1.一種地震數(shù)據(jù)的恢復方法，所述方法包括:對時間空間域的地震數(shù)據(jù)進行掃描，得到缺失道地震數(shù)據(jù)和有效道地震數(shù)據(jù)，生成一個數(shù)據(jù)窗，所述數(shù)據(jù)窗內(nèi)的缺失道地震數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)窗內(nèi)的地震數(shù)據(jù)的比值在設定閾值范圍內(nèi)，對數(shù)據(jù)窗內(nèi)的時間空間域的地震數(shù)據(jù)執(zhí)行以下步驟: (a)對時間空間域的地震數(shù)據(jù)進行傅里葉變換，得到頻率空間域的地震數(shù)據(jù)； (b)對頻率空間域的地震數(shù)據(jù)進行恢復，得到恢復后的頻率空間域的地震數(shù)據(jù)； (C)對恢復后的頻率空間域的地震數(shù)據(jù)進行傅里葉反變換，得到時間空間域的恢復后的地震數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，對頻率空間域的地震數(shù)據(jù)進行恢復的步驟包括: (bl)對頻率空間域的地震數(shù)據(jù)進行傅里葉變換，得到頻率波數(shù)譜； (b2)求取頻率波數(shù)譜的最大半徑，根據(jù)頻率波數(shù)譜的最大半徑和預定變量k得到權函數(shù)的范圍界限； (b3)利用權函數(shù)的范圍界限對頻率波數(shù)譜進行處理，得到權函數(shù)處理后的頻率波數(shù)譜； (b4)求取權函數(shù)處理后的頻率波數(shù)譜的模值，從所述模值中找到權函數(shù)處理后的頻率波數(shù)譜的最大模值和最小模值，根據(jù)權函數(shù)處理后的頻率波數(shù)譜的最大模值和最小模值和預定變量k，得到閾值 函數(shù)； (b5)利用閾值函數(shù)對權函數(shù)處理后的頻率波數(shù)譜進行處理，得到閾值函數(shù)處理后的頻率波數(shù)譜； (b6)對閾值函數(shù)處理后的頻率波數(shù)譜進行傅里葉反變換，得到頻率空間域的閾值函數(shù)處理后的地震數(shù)據(jù)； (b7)利用步驟(a)得到的頻率空間域的地震數(shù)據(jù)中的有效道地震數(shù)據(jù)取代頻率空間域的閾值函數(shù)處理后的地震數(shù)據(jù)中對應道編號的地震數(shù)據(jù)； (b8)使得k=k+l，檢測k是否等于m，m為大于零的自然數(shù)； (b9)當k古m時,返回執(zhí)行步驟(bl)~步驟(b8)； (blO)當k=m時,執(zhí)行步驟(c), 其中，預定變量k的初始值為I。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，還包括:當對一個數(shù)據(jù)窗內(nèi)的時間空間域的地震數(shù)據(jù)執(zhí)行步驟(a)、(b)、(c)之后，將所述數(shù)據(jù)窗沿空間域的一個方向移動一個窗口的距離，然后對移動后的數(shù)據(jù)窗內(nèi)的時間空間域的地震數(shù)據(jù)執(zhí)行步驟(a)、( b )、( c )。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法,還包括:為所述數(shù)據(jù)窗增加邊框,其中，對增加了邊框的數(shù)據(jù)窗內(nèi)的時間空間域的地震數(shù)據(jù)執(zhí)行步驟(a)、(b)、(C)。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中，所述邊框被填充零值。
6.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中，增加的邊框的寬度為10道。
7.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中，步驟(b2)中計算權函數(shù)的范圍界限的公式如下:
8.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中，步驟(b3)包括:對在所述權函數(shù)的范圍界限內(nèi)的頻率波數(shù)譜保留，對在所述權函數(shù)的范圍界限外的頻率波數(shù)譜去除，將在所述權函數(shù)的范圍界限內(nèi)的頻率波數(shù)譜作為權函數(shù)處理后的頻率波數(shù)譜。
9.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中，步驟(b4)中計算所述閾值函數(shù)的公式如下:
Threshold (k) =Amax.ebk 其中，Threshold(k)為閾值函數(shù)，Amax為權函數(shù)處理后的頻率波數(shù)譜的最大模值，b為系數(shù)，
10.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中，步驟(b5)包括:根據(jù)權函數(shù)處理后的頻率波數(shù)譜的最大模值和閾值函數(shù)得到門檻值，當權函數(shù)處理后的頻率波數(shù)譜的模值大于等于門檻值時，對權函數(shù)處理后的頻率波數(shù)譜保持不變，當權函數(shù)處理后的頻率波數(shù)譜的模值小于門檻值時，將權函數(shù)處理后的頻率波數(shù)譜的實部和虛部都置零，將權函數(shù)處理后的頻率波數(shù)譜的模值大于等于門檻值的頻率波數(shù)譜作為閾值函數(shù)處理后的頻率波數(shù)譜。
11.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中，所述門檻值的計算公式如下:
Ek=Amax.Threshold (k) 其中，Ek為門檻值，Amax為權函數(shù)處理后的頻率波數(shù)譜的最大模值，Threshold(k)為閾值函數(shù)。
【文檔編號】G01V1/28GK103901469SQ201410100768
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權日:2014年3月18日
【發(fā)明者】劉奇琳, 杜金虎, 何光明, 陳愛萍, 金德剛, 陳三平, 張恩嘉, 唐虎, 周強 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司