基于三边滤波的混合震源数据分离方法技术

本发明专利技术涉及一种基于三边滤波的混合震源数据分离方法，假设一个初始的分离结果单炮地震记录，在频率域用混合震源算子将单炮地震记录混合成混合震源记录，与原始的野外采集的混合炮记录做差；用混合震源算子对混合炮记录的差做伪分离得到伪分离记录；利用三边滤波去噪方法对共偏移距域伪分离记录做处理，得到的结果加到初始的分离结果单炮地震记录上就完成了一次迭代分离。能去除所有混合噪声，但同时也去除了部分有效信号，滤去了很大部分高频信息，迭代过程就是对分离单炮记录增加高频信息过程。本发明专利技术不仅能够延迟时间范围较小的情况下得到满意的分离结果，提高了采集效率；在去除混合噪声的同时还能够去除其它随机噪声，提高了处理的效率。

Data separation method of mixed source based on three side filtering

The invention relates to a method for separating mixed source data three edge filter based on separation results assuming an initial single shot seismic record, in the frequency domain using the mixed source operator of the single shot seismic record to be mixed with the mixed source record, the original shot records collected in the field to do; get a pseudo separation of mixed record shot record difference pseudo separation with mixed source operator; denoising method of pseudo domain separation records of common offset by three edge filter, the result is added to the initial separation results of single shot seismic record on the completion of a separate iteration. It removes all the mixed noise, but also removes some of the effective signals, filtering out much of the high-frequency information. The iterative process is the process of adding high-frequency information to separate single shot records. Satisfactory separation results by the invention can not only delay time range is small, improve the collection efficiency; can also remove other random noise in removing mixed noise at the same time, improve processing efficiency.

【技术实现步骤摘要】
基于三边滤波的混合震源数据分离方法
本专利技术涉及一种地震勘探高效的采集处理技术，混合震源能够有效的提高采集效率，本专利技术通过减少混合震源之间的激发延迟时间，保持处理结果精度的同时，进一步提高了采集效率。
技术介绍
：混合震源采集技术相对于传统地震数据采集具有改善成像质量、提高采集效率的优势。混合震源采集是不同位置的多个震源以一定的编码方式同时或者延时激发，从而获得相互干涉的混合炮记录，我们把待研究的炮点激发的信号称为有效信号，接收到其它炮激发的信号称为混合噪声，这些混合噪声降低了地震记录的信噪比，从而对成像质量有很大的影响。混合震源数据分离就是对混合炮记录中的混合噪声进行压制，分离出单炮记录的过程。Silverman提出可控震源的同时激发采集；Beasley等引入了脉冲型震源的同时激发采集；Bagaini对比讨论了各种不同可控震源同时激发采集方法.多源地震混合采集(blendedacquisition)是在此基础上进一步发展起来的:Vaage提出随机或者伪随机延迟激发震源的海上电缆采集；混合震源采集最早是由Berkhout提出的，他对混合震源项进行随机线性编码，使得不同震源按照一定的随机延时进行激发；Ikelle用相位编码将常规的单炮记录压缩为多源记录，并且探讨了混合震源的采集、模拟和处理技术；佘德平等对多源混合炮记录数值模拟进行了研究。混合震源采集的关键在于压制混合噪声，分离出高质量的单炮记录。滤波方法是一种压制混合噪声的有效方法，经过伪分离处理后混合噪声只有在共炮域是相关的，在非共炮域(共检波点域、共偏移距域等)以脉冲形式随机分布。根据这一理论，Huo等利用矢量中值滤波在共中心点域去除混合噪声；Doulgeris等进一步设计了迭代算法，在共检波点域压制混合噪声；韩立国等提出了基于迭代去噪的混合数据分离技术，实现了高混合度混合震源数据分离；刘强等将混采数据分离中插值与去噪在同一个框架下同步处理，提高了分离效率。上面的方法是在混合延迟时间范围比较大、随机性比较好的情况下，混合噪声在非共炮域呈脉冲形式随机分布，分离效果比较好。考虑到进一步提高采集效率，减小随机延迟时间范围，混合噪声分布明显更加集中，上述方法不能很好的去除混合噪声，得不到高信噪比的分离结果。
技术实现思路
：本专利技术的目的针对上述现有技术的不足，提供了一种基于三边滤波的混合震源数据分离方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术的思想是：首先假设了一个初始的分离结果单炮地震记录，在频率域利用混合震源算子将单炮地震记录混合成混合震源记录，与原始的野外采集的混合炮记录做差，之后在频率域利用混合震源算子对混合炮记录的差做伪分离得到一个伪分离记录，然后利用三边滤波去噪的方法对共偏移距域伪分离记录做处理，得到的结果加到初始的分离结果单炮地震记录上就完成了一次迭代分离。第一次迭代设置较小的脉冲权重参数，基本上能去除所有的混合噪声，但同时也去除了一部分有效信号，滤去了很大一部分高频信息，迭代过程就是对分离单炮记录增加高频信息的过程。基于三边滤波的混合数据分离方法是在MATLAB2013a平台上进行数据处理的。基于三边滤波的混合数据分离方法，包括以下步骤：a、对实际混合采集地震数据(一般为两炮混合)进行预处理得到实际混合震源地震数据U；b、首先假设初始分离单炮炮集记录Pi＝0(i＝0)；c、在频率域通过混合震源编码Γbl将分离单炮记录混合成混合震源记录Pbl：Γbl＝e-iωtPbl＝PiΓbl其中ω为频率，t为混合震源中单炮的延迟时间；d、计算实际采集地震数据U与分离单炮记录合成的混合震源记录Pbl之间的差值，即剩余混合信号Udif＝U-Pbl；e、在频率域通过混合震源编码Γbl对Udif做伪分离，得到伪分离后的单炮地震数据P′：其中H表示共轭转置，伪分离数据P′含有大量的混合噪声呈相干分布；f、将伪分离后的单炮地震数据由共炮域转换到共偏移距域，得到伪分离后的共偏移距域地震记录，此时共偏移距域内有效信号呈连续分布，混合噪声以随机脉冲形式分布；g、使用三边滤波方法去除共偏移距域地震记录中的混合噪声，具体方法是：(1)任意选取共偏移距域记录中的一个点x＝(x1,x2)，该点灰度值为u(x)，令Ω＝Ωx(N)是以x点为中心N为半滤波器宽的邻域。(2)计算点x的ROAD值ROAD(x)＝r1(x)+r2(x)+…+rm(x)其中rk(x)是y∈Ω，|uy-ux|的值按照从小到大排序的第k个值，本文半滤波器宽N的值一般取1，m的值我们一般取4。(3)计算点x的权系数：ω(x,y)＝ωS(x,y)ωR(x,y)1-J(x,y)ωI(x,y)J(x,y)其中表示距离权重；表示灰度权重，表示脉冲权重。当x点和y点都不为脉冲噪声点时，ROAD(x)和ROAD(y)值都比较小，J(x,y)≈0，脉冲权重ωI对权系数不起作用；当x点和y点至少有一个脉冲噪声点时，ROAD(x)+ROAD(y)值远远大于0，那么J(x,y)≈1，脉冲权重ωI对图像平滑起主要作用。(4)σI、σJ取较小的值，计算三边滤波修复后的图像点h、将三边滤波后的共偏移距道集地震记录转换回共炮点域，得到剩余混合信号的分离结果Pdif，那么原始混合震源数据U的分离结果Pi+1＝Pdif+Pi；i、取i＝i+1，逐渐增大σI、σJ取值，重复过程b～h直到最终得到满足精度要求的结果。有益效果：本专利技术成功地将三边滤波等技术应用到了混合震源数据分离中，提出的基于三边滤波的混合数据分离方法不仅能够延迟时间范围较小的情况下得到满意的分离结果，提高了采集效率；在去除混合噪声的同时还能够去除其它随机噪声，提高了数据处理效率。本专利技术有以下特点：1、频率域混合震源数据模拟与伪分离，为迭代降噪技术奠定了基础；2、实现了地震炮集记录由共炮点域向共偏移距域、共中心点域、共检波点域转换以及它们的逆变换；3、三边滤波技术在去除混合噪声的同时还能够去除其它随机噪声；4、三边滤波技术是在双边滤波技术的基础上改进来的，继承了双边滤波技术的有点，能够很好的保留边界细节信息；5、混合炮中单炮之间延迟时间比较小的情况下对混合噪声的去除以及对有效信号的保留都有很好的效果。附图说明图1基于三边滤波的混合震源数据分离方法流程图。图2(a)混合震源伪分离后单炮共炮点域地震记录；(b)混合震源伪分离后单炮共检波点域地震记录。图3随机延时范围较大时，混合震源中两炮的相对延迟时间。图4为多级中值滤波和本专利技术方法在随机延时范围较大时的对比结果(a)为伪分离以后的单炮记录(以第30炮为例)；(b)为伪分离数据零偏移距地震剖面；(c)为多级中值滤波的分离结果；(d)为多级中值滤波分离后的零偏移距剖面；(e)为多级中值滤波分离前后零偏移距差剖面，即图(b)与(d)的差；(f)为本专利技术方法的分离结果；(g)为本专利技术方法分离后的零偏移距剖面；(h)为本专利技术方法分离前后零偏移距差剖面，即(b)与(g)的差。图5随机延时范围较小时，混合震源中两炮的相对延迟时间图6多级中值滤波和本专利技术方法在随机延迟时间范围较小时的对比结果。(a)为伪分离以后的单炮记录(以第30炮为例)；(b)为伪分离数据零偏移距地震剖面；(c)为多级中值滤波的分离结果；(d)为多级中值滤波分离后的零偏移本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于三边滤波的混合震源数据分离方法，包括以下步骤：a、对实际混合采集地震数据进行预处理得到实际混合震源地震数据U；b、首先假设初始分离单炮炮集记录P

【技术特征摘要】
1.一种基于三边滤波的混合震源数据分离方法，包括以下步骤：a、对实际混合采集地震数据进行预处理得到实际混合震源地震数据U；b、首先假设初始分离单炮炮集记录Pi＝0(i＝0)；c、在频率域通过混合震源编码Γbl将分离单炮记录混合成混合震源记录Pbl：Γbl＝e-iωtPbl＝PiΓbl其中ω为频率，t为混合震源中单炮的延迟时间；d、计算实际采集地震数据U与分离单炮记录合成的混合震源记录Pbl之间的差值，即剩余混合信号Udif＝U-Pbl；e、在频率域通过混合震源编码Γbl对Udif做伪分离，得到伪分离后的单炮地震数据P′：其中H表示共轭转置，伪分离数据P′含有大量的混合噪声呈相干分布；f、将伪分离后的单炮地震数据由共炮域转换到共偏移距域，得到伪分离后的共偏移距域地震记录，此时共偏移距域内有效信号呈连续分布，混合噪声以随机脉冲形式分布；g、使用三边滤波方法去除共偏移距域地震记录中的混合噪声；h、将三边滤波后的共偏移距道集地震记录转换回共炮点域，得到剩余混合信号的分离结果Pdif，那么原始混合震源数据U的分离结果Pi+1＝Pdif+Pi；i、取i＝i+1，逐渐增大σI、σJ取值，重复过程b～h直到最终得到满...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏亚杰，韩立国，胡勇，靳中原，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22