本發(fā)明屬于勘探地震數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，具體涉及一種自由表面多次波和鬼波聯(lián)合壓制方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、在深水地震勘探中，自由表面多次波和鬼波是兩種常見且難以壓制的干擾信號(hào)，它們會(huì)降低數(shù)據(jù)的頻帶寬度和分辨率，影響地震成像和反演的質(zhì)量。其中，自由表面多次波是指地震波在自由表面（如海面或湖面）與地下介質(zhì)之間多次反射形成的波，鬼波是一種由于波在海水與海底界面之間的多次反射造成的假象波。壓制這些干擾波可以提高地震數(shù)據(jù)的質(zhì)量，使得數(shù)據(jù)更加清晰，便于解釋。

2、目前，對(duì)于地震數(shù)據(jù)中鬼波和自由表面多次波通常都是單獨(dú)進(jìn)行壓制，單獨(dú)進(jìn)行壓制需要使用不同的算法和處理步驟，往往需要大量的計(jì)算資源和時(shí)間，導(dǎo)致干擾波壓制效率較低，因此，如何實(shí)現(xiàn)鬼波和自由表面多次波聯(lián)合壓制，提高干擾波的壓制效率成為待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決地震數(shù)據(jù)中干擾波的壓制效率較低的問題，本發(fā)明提供了一種自由表面多次波和鬼波聯(lián)合壓制方法及裝置。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種自由表面多次波和鬼波聯(lián)合壓制方法，包括：

4、在原始unet++網(wǎng)絡(luò)的上采樣路徑和下采樣路徑中添加自注意力機(jī)制，在編碼器和解碼器之間的跳躍路徑上的卷積層之間添加殘差卷積塊，以構(gòu)建改進(jìn)的unet++網(wǎng)絡(luò)；

5、獲取含有自由表面多次波和鬼波的第一地震數(shù)據(jù)集和不含自由表面多次波和鬼波的第二地震數(shù)據(jù)集；將第一地震數(shù)據(jù)集作為訓(xùn)練樣本，第二地震數(shù)據(jù)集作為標(biāo)簽，對(duì)改進(jìn)的unet++網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到干擾波壓制模型；

6、獲取待處理的地震數(shù)據(jù)，將待處理的地震數(shù)據(jù)輸入干擾波壓制模型中，在特征提取階段，通過卷積層對(duì)輸入的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行卷積操作得到特征圖，通過下采樣操作減小特征圖的尺寸，同時(shí)通過自注意力機(jī)制對(duì)特征圖進(jìn)行增強(qiáng)處理；在特征融合階段，通過上采樣增加特征圖的尺寸，同時(shí)通過自注意力機(jī)制對(duì)特征圖進(jìn)行增強(qiáng)處理；將增強(qiáng)后的特征圖與來自對(duì)應(yīng)編碼器路徑的特征圖進(jìn)行拼接，由殘差卷積塊將拼接后的特征圖與多個(gè)卷積層處理后的特征圖進(jìn)行相加；經(jīng)過連續(xù)上采樣和拼接后，由輸出層輸出不含自由表面多次波和鬼波的地震數(shù)據(jù)。

7、可選地，基于優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)對(duì)改進(jìn)的unet++網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)為：

8、；

9、其中，表示不含自由表面多次波和鬼波的標(biāo)簽數(shù)據(jù)，表示改進(jìn)的unet++網(wǎng)絡(luò)的輸出，表示時(shí)間采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)，表示道數(shù)，表示在時(shí)間采樣點(diǎn)為道數(shù)為時(shí)不含自由表面多次波和鬼波的標(biāo)簽數(shù)據(jù)，表示在時(shí)間采樣點(diǎn)為道數(shù)為時(shí)改進(jìn)的unet++網(wǎng)絡(luò)的輸出，n表示地震數(shù)據(jù)的總數(shù)據(jù)量，n=。

10、可選地，對(duì)改進(jìn)的unet++網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到干擾波壓制模型，包括：

11、將第一地震數(shù)據(jù)集輸入至改進(jìn)的unet++網(wǎng)絡(luò)中，通過正向傳播輸出預(yù)測(cè)結(jié)果，將預(yù)測(cè)結(jié)果與第二地震數(shù)據(jù)集進(jìn)行比較，根據(jù)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)計(jì)算損失值和梯度；

12、基于損失值和梯度進(jìn)行反向傳播，通過adam優(yōu)化器更新改進(jìn)的unet++網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，以減小損失值；

13、迭代正常傳播和反向傳播的過程，直至迭代次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)次數(shù)后，得到干擾波壓制模型。

14、可選地，獲取含有自由表面多次波和鬼波的第一地震數(shù)據(jù)集和不含自由表面多次波和鬼波的第二地震數(shù)據(jù)集，包括：

15、建立波動(dòng)方程作為地震波傳播的數(shù)學(xué)模型，并將空間和時(shí)間域進(jìn)行離散化；

16、通過有限差分方法對(duì)波動(dòng)方程中的空間和時(shí)間偏導(dǎo)數(shù)進(jìn)行離散化處理，生成離散化的波動(dòng)方程；

17、在模型的邊界處引入吸收邊界條件，設(shè)置震源函數(shù)，模擬震源的激發(fā)過程；在模擬過程中，通過保持介質(zhì)參數(shù)的均勻性和穩(wěn)定性，得到不含自由表面多次波和鬼波的第二地震數(shù)據(jù)集，通過改變介質(zhì)參數(shù)的分布，和調(diào)整震源函數(shù)和初始條件，引入產(chǎn)生鬼波的因素，得到含有自由表面多次波和鬼波的第一地震數(shù)據(jù)集。

18、本發(fā)明還提供一種自由表面多次波和鬼波聯(lián)合壓制裝置，包括：

19、構(gòu)建模塊，用于在原始unet++網(wǎng)絡(luò)的上采樣路徑和下采樣路徑中添加自注意力機(jī)制，在編碼器和解碼器之間的跳躍路徑上的卷積層之間添加殘差卷積塊，以構(gòu)建改進(jìn)的unet++網(wǎng)絡(luò)；

20、訓(xùn)練模塊，用于獲取含有自由表面多次波和鬼波的第一地震數(shù)據(jù)集和不含自由表面多次波和鬼波的第二地震數(shù)據(jù)集；將第一地震數(shù)據(jù)集作為訓(xùn)練樣本，第二地震數(shù)據(jù)集作為標(biāo)簽，對(duì)改進(jìn)的unet++網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到干擾波壓制模型；

21、處理模塊，用于獲取待處理的地震數(shù)據(jù)，將待處理的地震數(shù)據(jù)輸入干擾波壓制模型中，在特征提取階段，通過卷積層對(duì)輸入的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行卷積操作得到特征圖，通過下采樣操作減小特征圖的尺寸，同時(shí)通過自注意力機(jī)制對(duì)特征圖進(jìn)行增強(qiáng)處理；在特征融合階段，通過上采樣增加特征圖的尺寸，同時(shí)通過自注意力機(jī)制對(duì)特征圖進(jìn)行增強(qiáng)處理；將增強(qiáng)后的特征圖與來自對(duì)應(yīng)編碼器路徑的特征圖進(jìn)行拼接，由殘差卷積塊將拼接后的特征圖與多個(gè)卷積層處理后的特征圖進(jìn)行相加；經(jīng)過連續(xù)上采樣和拼接后，由輸出層輸出不含自由表面多次波和鬼波的地震數(shù)據(jù)。

22、本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述自由表面多次波和鬼波聯(lián)合壓制方法。

23、本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述自由表面多次波和鬼波聯(lián)合壓制方法。

24、本發(fā)明提供的自由表面多次波和鬼波聯(lián)合壓制方法具有以下有益效果：

25、本發(fā)明通過含有自由表面多次波和鬼波的第一地震數(shù)據(jù)集和不含自由表面多次波和鬼波的第二地震數(shù)據(jù)集對(duì)改進(jìn)的unet++網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，通過訓(xùn)練后的模型聯(lián)合壓制地震數(shù)據(jù)中的自由表面多次波和鬼波；改進(jìn)的unet++網(wǎng)絡(luò)在原始unet++網(wǎng)絡(luò)的上采樣路徑和下采樣路徑中添加自注意力機(jī)制，自注意力機(jī)制能夠計(jì)算輸入地震數(shù)據(jù)各部分之間的相關(guān)性，從而更好地理解地震信號(hào)中遠(yuǎn)距離特征之間的關(guān)系，對(duì)于地震數(shù)據(jù)，尤其是在壓制自由表面多次波和鬼波時(shí)，自注意力機(jī)制可以有效地突出有效信號(hào)，減弱自由表面多次波和鬼波對(duì)整體數(shù)據(jù)的干擾；在編碼器和解碼器之間的跳躍路徑上的卷積層之間添加殘差卷積塊，能夠在深層網(wǎng)絡(luò)中保持地震信號(hào)的主要特征不被削弱，同時(shí)壓制掉自由表面多次波和鬼波，從而提高對(duì)有效信號(hào)的識(shí)別和提取能力；因此，本發(fā)明通過改進(jìn)的unet++網(wǎng)絡(luò)能夠更有效地聯(lián)合壓制地震數(shù)據(jù)中的自由表面多次波和鬼波，提高干擾波的壓制效率。

技術(shù)特征：

1.一種自由表面多次波和鬼波聯(lián)合壓制方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自由表面多次波和鬼波聯(lián)合壓制方法，其特征在于，基于優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)對(duì)改進(jìn)的unet++網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)為：

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自由表面多次波和鬼波聯(lián)合壓制方法，其特征在于，對(duì)改進(jìn)的unet++網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到干擾波壓制模型，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自由表面多次波和鬼波聯(lián)合壓制方法，其特征在于，獲取含有自由表面多次波和鬼波的第一地震數(shù)據(jù)集和不含自由表面多次波和鬼波的第二地震數(shù)據(jù)集，包括：

5.一種自由表面多次波和鬼波聯(lián)合壓制裝置，其特征在于，包括：

6.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的自由表面多次波和鬼波聯(lián)合壓制方法。

7.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，其特征在于，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的自由表面多次波和鬼波聯(lián)合壓制方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種自由表面多次波和鬼波聯(lián)合壓制方法及裝置，屬于勘探地震數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，包括：在原始UNet++網(wǎng)絡(luò)的上采樣路徑和下采樣路徑中添加自注意力機(jī)制，在編碼器和解碼器之間的跳躍路徑上的卷積層之間添加殘差卷積塊，以構(gòu)建改進(jìn)的UNet++網(wǎng)絡(luò)；獲取含有自由表面多次波和鬼波的第一地震數(shù)據(jù)集和不含自由表面多次波和鬼波的第二地震數(shù)據(jù)集；將第一地震數(shù)據(jù)集作為訓(xùn)練樣本，第二地震數(shù)據(jù)集作為標(biāo)簽，對(duì)改進(jìn)的UNet++網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到干擾波壓制模型；獲取待處理的地震數(shù)據(jù)，將待處理的地震數(shù)據(jù)輸入干擾波壓制模型中進(jìn)行壓制處理。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)聯(lián)合壓制自由表面多次波和鬼波，提高干擾波壓制效率。

技術(shù)研發(fā)人員：張冰,范丹丹,徐嘉亮,李御,石艷霞,徐福穎
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東北石油大學(xué)三亞海洋油氣研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26