基于匹配追踪的时空二维时频峰值滤波方法研究

【摘要】地震勘探是油气资源勘探最有效的一种方法。然而由于我国地形多样，地下构造复杂以及探测深度的增加，导致地震勘探资料信噪很低，严重影响地震勘探的精度。为此提高强背景噪声下地震资料的信噪比具有极其重要的意义，也是国内外地震勘探信号处理学者研究的一大热点。时频峰值滤波在压制低信噪比地震资料随机噪声方面取得令人满意的滤波效果，时频峰值滤波压制噪声时保持信号的条件是信号为线性。然而实际地震勘探信号是非线性信号，通常采用对地震信号加时间窗的方法来使信号局部线性化，但对于一些快速变化的地震信号，即便小窗长也很难实现线性条件。本文结合实际地震资料中的反射同相轴满足时距曲线这一特性，提出了对同相轴采用时空二次滤波轨线重采样的方法来提高时频峰值滤波时信号的线性度。因为同相轴各道之间的信号具有很强的相干性，选取接近反射同相轴弯曲程度的二次滤波轨线对原始同相轴进行重采样，使得重采样后的地震信号幅值接近，从而提高信号的线性程度。因此沿平行同相轴的滤波轨线时频峰值滤波能够更好地满足线性条件，改善时频峰值滤波方法处理低信噪比地震资料的信号保持效果。针对实际地震记录中含有弯曲程度不同的同相轴，二维时频峰值滤波的关键问题是构建与反射同相轴匹配的时空二次滤波轨线。为了能匹配出反射同相轴的时空二次轨线，我们采用匹配追踪方法通过对地震反射同相轴轨线的初步识别来拟合滤波轨线。首先对地震信号进行匹配分解，分出信号层和噪声层，匹配过程中将得到各子波的时间参数，并以子波时间参数和地震道数为坐标，拟合出局部反射同相轴的二次滤波轨线；然后将拟合的时空二次轨线作为时空二维时频峰值滤波的滤波重采样轨线，对地震记录进行重采样，使得时频峰值滤波的输入信号为近似线性信号，所以能更好的恢复出有效信号。为了验证本文方法的可适用性，将本文方法应用于人工合成地震记录和实际地震资料处理，实验结果表明本文方法能很好的匹配出同相轴的轨线，提高了时频峰值滤波信号的线性度，所以能更好地从低信噪比的地震信号中恢复出有效信号，能更有效地压制噪声，提高滤波后的信噪比，同时本文方法也能提高同相轴空间上的连续性，使同相轴更连贯，更清晰。
【作者】代军；
【导师】林红波；
【作者基本信息】吉林大学，信号与信息处理，2014，硕士
【关键词】匹配追踪；时频峰值滤波；随机噪声；同相轴；时空二维滤波；

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