本文關(guān)鍵詞：改進(jìn)EMD在地震勘探隨機(jī)噪聲壓制中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：地震勘探是開(kāi)發(fā)礦藏、石油和天然氣等資源的重要手段。在勘探的過(guò)程當(dāng)中,人為和環(huán)境干擾會(huì)嚴(yán)重影響信號(hào)的質(zhì)量,使采集到的地震資料中包含許多的隨機(jī)噪聲。這些干擾與有用信號(hào)混合在一起,導(dǎo)致采集到的數(shù)據(jù)不能直接用做后續(xù)的觀察和地質(zhì)解析,因此需要一種有效地降噪手段來(lái)提高地震資料的質(zhì)量。本文的主要研究?jī)?nèi)容是實(shí)現(xiàn)地震信號(hào)中隨機(jī)噪聲的消減,目前存在很多有效地時(shí)頻分析方法,其中經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)在處理非平穩(wěn)信號(hào)上占據(jù)著主導(dǎo)地位。然而,EMD方法本身存在一些致命的缺陷。本文主要針對(duì)EMD存在模態(tài)混疊問(wèn)題,分析了兩種改進(jìn)算法,集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)和完備集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition,CEEMD)。通過(guò)仿真比較,兩種噪聲輔助方法都能有效地改善EMD的模態(tài)混疊現(xiàn)象,但CEEMD的計(jì)算效率更高,而且保持了EMD方法的完備性。在壓制地震信號(hào)隨機(jī)噪聲上,本文首先研究了基于CEEMD的一維降噪方法。利用CEEMD的模態(tài)分離能力,將原信號(hào)分解為一系列從高頻到低頻的有限個(gè)本征模態(tài)函數(shù)(Intrinsic Mode Functions,IMFs),通過(guò)計(jì)算各IMF分量與原信號(hào)的互相關(guān)系數(shù)來(lái)搜索過(guò)渡分量,判斷出需要進(jìn)行濾波的分量,最終將采用改進(jìn)閾值函數(shù)濾波后的分量與剩余分量相加來(lái)達(dá)到降噪目的。算法中改進(jìn)閾值函數(shù)充分考慮了CEEMD分解信號(hào)后的數(shù)據(jù)特征,相比于傳統(tǒng)的小波軟、硬閾值函數(shù)方法,不僅可以很好地保留分量中零點(diǎn)數(shù)據(jù)附近的邊緣信息,通過(guò)調(diào)節(jié)參數(shù)大小,還能在消減隨機(jī)噪聲和保護(hù)有效信號(hào)幅值上達(dá)到較好地平衡。通過(guò)對(duì)模擬地震信號(hào)和真實(shí)地震信號(hào)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了該方法的優(yōu)越性。針對(duì)傳統(tǒng)非局部均值(Nonlocal Means,NLM)濾波算法需要根據(jù)人為經(jīng)驗(yàn)預(yù)設(shè)濾波參數(shù),忽略真實(shí)信號(hào)中噪聲強(qiáng)度的隨機(jī)性,不能自適應(yīng)地調(diào)節(jié)濾波參數(shù)的不足,本文提出了一種基于局部噪聲標(biāo)準(zhǔn)差輔助的自適應(yīng)NLM濾波算法。算法中利用CEEMD分解后的第一個(gè)二維噪聲分量近似估計(jì)搜索窗內(nèi)含噪信號(hào)的噪聲標(biāo)準(zhǔn)差,然后根據(jù)估算的標(biāo)準(zhǔn)差自適應(yīng)地調(diào)節(jié)濾波參數(shù),達(dá)到不同區(qū)域信號(hào)實(shí)現(xiàn)不同程度濾波的目的,完成含噪信號(hào)的差異性處理,提高去噪效果。改進(jìn)后的算法能更好地壓制隨機(jī)噪聲,恢復(fù)有效同相軸,相比傳統(tǒng)的NLM濾波方法提高了算法的靈活性,更適用于處理噪聲強(qiáng)度分布不均的地震資料。
【關(guān)鍵詞】：地震信號(hào)處理 噪聲壓制 完備集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(CEEMD) 閾值 非局部均值(NLM)
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：P631.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 論文選題背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外隨機(jī)噪聲消減方法的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 論文研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排12-14
• 第2章 EMD基本原理及改進(jìn)算法的研究14-30
• 2.1 經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解14-22
• 2.1.1 EMD的基本原理14-16
• 2.1.2 EMD的主要性質(zhì)16-19
• 2.1.3 EMD存在的缺陷19-22
• 2.2 集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解22-24
• 2.2.1 EEMD的基本原理22-23
• 2.2.2 EEMD存在的缺陷23-24
• 2.3 完備集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解24-25
• 2.4 地震信號(hào)數(shù)值模擬對(duì)比25-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 基于CEEMD改進(jìn)閾值函數(shù)方法壓制地震勘探隨機(jī)噪聲30-48
• 3.1 CEEMD的分頻特性30-31
• 3.2 基于CEEMD改進(jìn)閾值函數(shù)降噪方法31-36
• 3.3 基于CEEMD改進(jìn)閾值函數(shù)方法在地震信號(hào)降噪中的應(yīng)用36-47
• 3.3.1 模擬單道地震信號(hào)實(shí)驗(yàn)37-40
• 3.3.2 模擬多道地震信號(hào)實(shí)驗(yàn)40-44
• 3.3.3 實(shí)際地震數(shù)據(jù)處理44-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第4章 自適應(yīng)NLM方法壓制地震勘探隨機(jī)噪聲48-58
• 4.1 NLM算法基本理論48-50
• 4.2 自適應(yīng)NLM濾波方法50-52
• 4.3 自適應(yīng)NLM方法在地震信號(hào)降噪中的應(yīng)用52-57
• 4.3.1 模擬地震信號(hào)實(shí)驗(yàn)52-55
• 4.3.2 實(shí)際地震數(shù)據(jù)處理55-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 第5章 總結(jié)與展望58-60
• 5.1 工作總結(jié)58
• 5.2 工作展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 作者簡(jiǎn)介64-66
• 致謝66

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：改進(jìn)EMD在地震勘探隨機(jī)噪聲壓制中的應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：347029