本文選題：地震噪聲壓制　切入點(diǎn)：低秩逼近　出處：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：地震勘探技術(shù)是分析地下巖層結(jié)構(gòu)并獲取礦藏資源分布信息的有效手段。人們采用一系列的技術(shù)激發(fā)得到的地震波攜帶有我們所需要的地質(zhì)信息,這些信息可以幫助我們認(rèn)識地質(zhì)結(jié)構(gòu)并定位礦藏資源。隨著礦藏資源的不斷減少,地震勘探需要在環(huán)境更加復(fù)雜的地域進(jìn)行,勘探的難度大大增加。受環(huán)境以及儀器等的影響,采集得到的地震波伴有大量的隨機(jī)噪聲,這給后續(xù)地震資料的分析與解釋帶來了一定的難度。因此,在處理地震信號時(shí)首要任務(wù)就是壓制地震勘探資料中的隨機(jī)噪聲,從而提高信號的信噪比。最小加權(quán)核范數(shù)(Weighted Nuclear Norm Minimization,WNNM)是在最小核范數(shù)(Nuclear Norm Minimization,NNM)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)得到的。該算法最早用于圖像去噪,利用圖像的非局部相似性構(gòu)建低秩矩陣,實(shí)現(xiàn)對噪聲的消減。與NNM相比,WNNM根據(jù)奇異值自身的大小進(jìn)行收縮處理,對較大的奇異值進(jìn)行較小的收縮,可以更好地保留有效信號。本文將基于WNNM的低秩逼近這一新穎算法應(yīng)用到地震信號去噪領(lǐng)域,旨在壓制地震信號隨機(jī)噪聲的同時(shí)更好地保護(hù)有效信號。地震信號在時(shí)間和空間上具有一定的相似性,考慮到這一特性,本文對地震信號進(jìn)行非局部濾波處理。首先將地震信號分解為一系列大小相同、相互重疊的地震紋理塊,對每一個(gè)塊進(jìn)行塊匹配來獲取其鄰域內(nèi)與之相似的地震紋理塊。然后將這些地震紋理塊拉伸后按照相似度的大小排列構(gòu)成局部相似矩陣。由于局部相似矩陣列與列之間具有相似性,該矩陣為近似低秩矩陣。因此經(jīng)過WNNM低秩逼近就可以實(shí)現(xiàn)對局部相似矩陣的有效濾波。最后將矩陣中的每一列還原二維塊并放回原始位置構(gòu)成去噪后的地震信號。為了達(dá)到更好的濾波效果,對地震信號進(jìn)行迭代濾波處理。將該方法應(yīng)用于人工合成地震記錄以及實(shí)際地震勘探記錄的處理,可以實(shí)現(xiàn)在有效壓制隨機(jī)噪聲的同時(shí)保留有效信號。WNNM采用同一噪聲方差進(jìn)行權(quán)值的設(shè)置,這種做法忽略了地震信號不同區(qū)域受噪聲干擾程度不同的現(xiàn)象,存在不能對不同的相似性矩陣進(jìn)行差異化處理的問題,對此本文提出了基于互補(bǔ)集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(Complementary Ensemble Empirical Mode Decomposition,CEEMD)的自適應(yīng)WNNM算法。該方法首先利用CEEMD方法將地震信號進(jìn)行分解,得到的第一個(gè)分量是噪聲主導(dǎo)分量,利用這一分量計(jì)算地震局部噪聲方差,并利用該方差進(jìn)行權(quán)值的設(shè)置。該方法改善了WNNM利用全局噪聲方差設(shè)置權(quán)值的缺點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了對不同相似性矩陣的差異化處理,同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了對地震信號不同區(qū)域的自適應(yīng)濾波。為了驗(yàn)證該方法的有效性,本文對模擬地震信號的不同區(qū)域加入了不同信噪比的高斯白噪聲進(jìn)行實(shí)驗(yàn),去噪結(jié)果與改進(jìn)前進(jìn)行了對比。對比結(jié)果表明,當(dāng)?shù)卣鹦盘柌煌瑓^(qū)域被不同程度噪聲干擾時(shí),改進(jìn)后的算法對噪聲壓制更徹底,信噪比相比于改進(jìn)前提升了3d B左右。通過對實(shí)際地震記錄的處理進(jìn)一步驗(yàn)證了該方法提高了原始WNNM在地震隨機(jī)噪聲壓制的適用性。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P631.4

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本文編號：1634513