基于閾值多級中值濾波的可控震源地震數(shù)據(jù)檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于閾值多級中值濾波的可控震源地震數(shù)據(jù)檢測方法，首先依據(jù)可控震源原始非相關(guān)地震數(shù)據(jù)的數(shù)理統(tǒng)計特征，定義強(qiáng)脈沖噪聲閾值；然后引入多級中值濾波處理過程，原始非相關(guān)可控震源數(shù)據(jù)經(jīng)多級中值濾波后，脈沖噪聲得到了很好壓制，在此基礎(chǔ)上采用互相關(guān)檢測方法，最終完成對可控震源地震數(shù)據(jù)的有效檢測。在不增加施工成本的情況下，為城區(qū)附近進(jìn)行的可控震源地震勘探提供了高信噪比的數(shù)據(jù)檢測方法，對各類人文噪聲和隨機(jī)噪聲壓制效果明顯。不僅適于常規(guī)可控震源地震數(shù)據(jù)監(jiān)測，特別在脈沖噪聲干擾嚴(yán)重的條件下對可控震源地震數(shù)據(jù)更為有效。還可應(yīng)用于城區(qū)附近具有較強(qiáng)背景噪聲，包括各類交通噪聲，電噪聲的地震勘探條件。
【專利說明】基于闊值多級中值濾波的可控震源地震數(shù)據(jù)檢測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及一種地震探勘數(shù)據(jù)預(yù)處理的方法。尤其適用于脈沖噪聲條件下的可控 震源原始非相關(guān)地震數(shù)據(jù)的有效檢測。

【背景技術(shù)】：
[0002] 脈沖噪聲是指持續(xù)時間較短的噪聲，地震數(shù)據(jù)中包含的脈沖噪聲主要由可控震 源系統(tǒng)內(nèi)部、背景中的電磁脈沖噪聲W及周圍環(huán)境的震動噪聲組成。按照脈沖噪聲與有效 信號強(qiáng)度的差異，可將其分為強(qiáng)、中、弱脈沖噪聲。脈沖噪聲在野外地震勘探數(shù)據(jù)采集過程 中普遍存在。
[0003] 當(dāng)前，傳統(tǒng)的可控震源數(shù)據(jù)采用互相關(guān)檢測技術(shù)。當(dāng)采集過程中出現(xiàn)強(qiáng)、中脈沖噪 聲時，會在相當(dāng)長的時窗內(nèi)造成噪聲水平提升，嚴(yán)重影響了數(shù)據(jù)采集質(zhì)量和后續(xù)數(shù)據(jù)處理 結(jié)果及解釋。
[0004] CN102879825公開了一種《可控震源地震數(shù)據(jù)強(qiáng)脈沖噪聲檢測及壓制方法》，該專 利采用闊值濾波方法抑制強(qiáng)脈沖噪聲，但該方法在壓制強(qiáng)脈沖噪聲的同時也引入了高頻干 擾，同時該方法不能壓制低于闊值的中等強(qiáng)度脈沖噪聲。
[0005] 可控震源由于瞬時激發(fā)能量弱，極易受周圍環(huán)境噪聲影響，而城區(qū)附近高壓電信 號，工頻干擾信號，摩巧車、汽車、火車等交通噪聲信號，W及其他與人們生產(chǎn)和生活相關(guān)的 各類人文活動干擾，構(gòu)成了城區(qū)環(huán)境噪聲的主要部分。上述各種噪聲都呈現(xiàn)脈沖噪聲形式， 而可控震源地震數(shù)據(jù)檢測一直采用的相關(guān)檢測技術(shù)，對于脈沖噪聲卻不能夠有效壓制，特 別是遇到與有效信號強(qiáng)度相當(dāng)或高于有效信號強(qiáng)度的脈沖噪聲，相關(guān)檢測結(jié)果中噪聲水平 會明顯提高，導(dǎo)致有效信號被淹沒。因此城區(qū)附近進(jìn)行可控震源地震勘探施工，一直難W得 到好的數(shù)據(jù)采集質(zhì)量


【發(fā)明內(nèi)容】
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[0006] 本發(fā)明的目的就在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于脈沖噪聲條件下可控 震源原始非相關(guān)地震數(shù)據(jù)的有效檢測方法。
[0007] 本發(fā)明的主要思想是：首先依據(jù)可控震源原始非相關(guān)地震數(shù)據(jù)的數(shù)理統(tǒng)計特征， 定義強(qiáng)脈沖噪聲闊值；然后根據(jù)闊值對大于闊值的采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)置零，此時，闊值濾波后的數(shù) 據(jù)中包含兩類噪聲，一是由闊值濾波引入的高頻干擾，二是低于闊值的中等強(qiáng)度脈沖噪聲。 中值濾波具有降低該兩類噪聲的能力。但是，中值濾波同時也存在損失信號細(xì)節(jié)的問題。為 此，本發(fā)明引入多級中值濾波處理過程，既可W滿足對高頻干擾和中等強(qiáng)度脈沖噪聲均有 很好的抑制效果，同時能保留更多的信號細(xì)節(jié)，提高數(shù)據(jù)的信噪比。原始非相關(guān)可控震源數(shù) 據(jù)經(jīng)多級中值濾波后，脈沖噪聲得到了很好壓制，在此基礎(chǔ)上采用互相關(guān)檢測方法，最終完 成對可控震源地震數(shù)據(jù)的有效檢測。
[0008] 本發(fā)明的目的是通過W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0009] 基于闊值多級中值濾波的地震數(shù)據(jù)檢測方法，包括W下步驟：
[0010] a、輸入可控震源非相關(guān)原始單炮記錄S，S = [Si S2…Si…Si]，Si= [X i (1) Xi(2)…Xi(j)…XiG0]T，其中1為總采集道數(shù)，i為任意采集道編號，iG [l，l]，k為 每道的采樣點(diǎn)數(shù)，j為采樣點(diǎn)序號，j e [1，k];
[0011] b、取S第i道數(shù)據(jù)Si，首先令i = 1 ;
[001引 c、根據(jù)公苗

【權(quán)利要求】
1. 一種基于閾值多級中值濾波的地震數(shù)據(jù)檢測方法，包括以下步驟： a、 輸入可控震源非相關(guān)原始單炮記錄S，S= [S1S2…Si…S1],Si= [Xi(I)Xi (2) …Xi(j)…Xi(k)]T，其中1為總采集道數(shù)，i為任意采集道編號，ie[l，l]，k為每道的 采樣點(diǎn)數(shù)，j為采樣點(diǎn)序號，jG[1，k]; b、 取S第i道數(shù)據(jù)Si,首先令i=I;
d、 定義閾值ri=iii*E(Sl)，其中U1為閾值因子，ii1取值為2到6之間的任意數(shù)； e、 # 為閾值，對S1的每個采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)Xl(j)進(jìn)行閾值濾波，公式如下：
=[X111(I)A-/1(2)….V111(/)…X111⑷]1; f、 令i=i+1，重復(fù)步驟b?e,直至i= 1，得到S閾值濾波后的地震記錄 f…冷…4]; g、 對Sr^進(jìn)行多級中值濾波。對S進(jìn)行邊緣擴(kuò)展，以邊緣元素向四周以擴(kuò)展N行 N列。其中N為正整數(shù)?？傻玫竭吘墧U(kuò)展后的數(shù)據(jù)，=[f*'…]，其中 .S-; ' = [..<(1)a-,'(2)... .v;(./)….'-,'(左 + 2~)]'，以 數(shù)據(jù)中第i道，第j個采樣點(diǎn)為中心，取（2N+1)X(2N+1)方形濾波窗口，其中iG[1+2N, 1+2N],jG[1+2N,k+2N]； h、 定義WpWyWjPW4S(2N+1)X(2N+1)方形濾波窗口的4個子窗口，公式如下：
計算Z1Q,j)、Z2(i，j)、Z3(i，j)、Z4(i，j)的最大值和最小值；則多級中值濾波器的輸出 為：y(i，j) =med{Umin(i，j)，Umax(Xj)1Xi (j)}; k、 重復(fù)步驟h?j，完成所有點(diǎn)的多級中值濾波。最終得到閾值中值濾波壓制后的可控
l、 對Y和已知可控震源的掃描信號C進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，最終可得到相關(guān)檢測后的數(shù)據(jù)
Y。是基于閾值多級中值濾波的可控震源地震數(shù)據(jù)檢測結(jié)果。
【文檔編號】G01V1/36GK104502968SQ201410826702
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月26日
【發(fā)明者】姜弢, 陳振振, 賈海青, 徐學(xué)純, 林君 申請人:吉林大學(xué)