發(fā)布時間：2021-12-12 05:16

　　噪聲壓制是地震勘探中一個長期存在的問題,雖然一些傳統(tǒng)方法能夠壓制數(shù)據(jù)中的噪聲,但存在有效信號丟失、噪聲殘留等問題。為此,提出了一種基于卷積降噪自編碼器的無監(jiān)督地震數(shù)據(jù)去噪算法。該算法首先對地震數(shù)據(jù)進(jìn)行一定程度的隨機損壞,然后將損壞后的地震數(shù)據(jù)輸送到編、解碼框架。編碼框架負(fù)責(zé)捕捉地震數(shù)據(jù)波形特征,據(jù)此消除噪聲;解碼框架能夠?qū)μ卣鲌D進(jìn)行擴大并恢復(fù)地震數(shù)據(jù)細(xì)節(jié)信息,從而得到重構(gòu)的地震數(shù)據(jù)。最后,將重構(gòu)地震數(shù)據(jù)與原始地震數(shù)據(jù)之間的誤差作為收斂代價進(jìn)行模型訓(xùn)練�？紤]到地震數(shù)據(jù)的復(fù)雜性與特殊性,在編碼和解碼階段使用了多尺度卷積模塊提取地震數(shù)據(jù)特征。合成數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)的驗算結(jié)果表明,該方法在保護(hù)地震信號的同時能夠有效壓制隨機噪聲、提高地震信號的信噪比。 

【文章來源】：石油地球物理勘探. 2020,55(06)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

自編碼器模型示意圖

降噪自編碼器是自編碼器的一個變體。與自編碼器不同的是,降噪自編碼器通過訓(xùn)練損壞的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行特征學(xué)習(xí),其核心思想是提取數(shù)據(jù)的魯棒性特征。典型的降噪自編碼器如圖2所示,可以看出,降噪自編碼器與自編碼器對輸入層的處理不同,降噪自編碼器按照一定的概率將輸入節(jié)點置0,如果這種損壞的概率為0,降噪自編碼器就退化為自編碼器。為了定性地比較這兩種自編碼器的學(xué)習(xí)效果,分別設(shè)計了對應(yīng)的兩種自編碼器網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)層數(shù)設(shè)置為3,其中隱藏層單元數(shù)為64,并將這兩種自編碼器輸入層與隱層之間的權(quán)重矩陣進(jìn)行可視化,結(jié)果如圖3所示。從圖3可以看出,自編碼器訓(xùn)練后得到的權(quán)重是雜亂的,含有大量噪聲,而降噪自編碼器訓(xùn)練后得到的權(quán)重含有明顯的結(jié)構(gòu)特征,噪聲較弱(這兩種自編碼器的輸入數(shù)據(jù)均來源于本文實驗部分的合成數(shù)據(jù),權(quán)重尺寸為48×48,降噪自編碼器的損壞程度為60%)。可以看出,降噪自編碼器能夠提取、編碼出具有魯棒性的特征,具有很強的網(wǎng)絡(luò)表達(dá)能力。

為了定性地比較這兩種自編碼器的學(xué)習(xí)效果,分別設(shè)計了對應(yīng)的兩種自編碼器網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)層數(shù)設(shè)置為3,其中隱藏層單元數(shù)為64,并將這兩種自編碼器輸入層與隱層之間的權(quán)重矩陣進(jìn)行可視化,結(jié)果如圖3所示。從圖3可以看出,自編碼器訓(xùn)練后得到的權(quán)重是雜亂的,含有大量噪聲,而降噪自編碼器訓(xùn)練后得到的權(quán)重含有明顯的結(jié)構(gòu)特征,噪聲較弱(這兩種自編碼器的輸入數(shù)據(jù)均來源于本文實驗部分的合成數(shù)據(jù),權(quán)重尺寸為48×48,降噪自編碼器的損壞程度為60%)�？梢钥闯�,降噪自編碼器能夠提取、編碼出具有魯棒性的特征,具有很強的網(wǎng)絡(luò)表達(dá)能力。1.3 卷積降噪自編碼器

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3536072