[发明专利]一种基于块重组期望对数似然的地震勘探噪声压制方法

说明书

本发明提供一种基于块重组期望对数似然的地震勘探噪声压制方法，属于随机噪声的压制方法。首先对地震勘探数据分块处理,利用地震勘探数据块的统计特征构造内部先验，进而对地震勘探数据块分类重组，分别对待处理地震勘探数据组进行期望对数似然去噪，地震勘探数据重构。本发明将内部先验与外部先验相结合，利用内部先验提高了块期望似然外部先验匹配精度，本发明能够更有效地压制地震勘探数据中非平稳分布随机噪声，提高地震勘探数据的信噪比，可广泛应用于地震勘探随机噪声压制领域，为复杂地震勘探数据降噪处理提供了一种可靠的方法。

技术领域

本发明属于随机噪声的压制方法，具体涉及的是地震勘探数据处理领域，以地震勘探随机噪声的统计特征作为内部先验，通过分类重组控制块期望对数似然方法的高斯混合子模型匹配和参数选取，实现非平稳地震勘探随机噪声压制。

背景技术

油气资源作为国家的战略资源，对国计民生有着重要的影响。地震勘探是油气资源的主要勘探手段，高质量的地震勘探记录对于地下地质结构成像、解释及对地震勘探数据进一步处理起到至关重要的作用。然而，地震勘探记录质量受强随机噪声的影响导致信噪比降低。在实际地震勘探测量中，需要在测区内布置多个检波器且记录时间较长，不同空间位置的检波器在同一时刻接收到的信号往往差别较大，甚至相邻记录道的数据变化规律也不尽相同，所采集的反射波、折射波等信号所经过的传递介质也不尽相同，获取到能够反映地下地质结构的信号微弱且复杂。同时，地震勘探数据也伴随着大量的强随机噪声，随机噪声强度及性质亦随接收时间和检波器空间位置变化而变化。强地震勘探随机噪声的存在阻碍甚至淹没有效信号，对地震勘探信号识别及进一步的处理产生不利的影响。压制低信噪比地震勘探记录中的随机噪声，恢复微弱的有效信号，对提高地震勘探记录质量和后续处理精度，实现油气资源的高精度地震勘探有着重要的基础意义。

针对地震勘探随机噪声压制以及微弱有效信号提取等一系列问题，地震勘探学者经过多年来的研究提出了多种去噪方法,包括时空反卷积、非线性扩散方法、基于小波变换的去噪方法、基于shearlet去噪方法、非局部均值等。这些方法取得较好的去噪效果，有的已经得到广泛应用。时空反卷积去噪方法是一种基于地震勘探同相轴线性预测的去噪方法，它对于线性同相轴有着很好的恢复效果，但是该方法不能直接应用于复杂分布的弯曲同相轴。非线性扩散方法将非线性扩散方程与能量扩散过程联系起来，该方法能够在压制地震勘探随机噪声的同时保持边缘细节信息。但是该方法在处理实际地震勘探数据时容易产生震荡，甚至增强噪声。小波变换方法是一种多尺度的几何分析方法，具有时频域上表达信号特征的能力，这一优点使得它在地震勘探去噪领域应用广泛。但它的问题在于没有充分地考虑地震勘探信号的方向性，因而它不能有效地表达信号的边缘细节。Shearlet方法是对二维信号进行稀疏表示的一种方法，它弥补了小波变换方向性表达不足的问题，相对于小波变换，基于shearlet去噪方法能更好地保留信号中的细节部分。但是它对高频噪声抑制能力不足，容易受到伪吉布斯现象的影响。非局部均值(Non-Local Means)方法是近年来发展起来的基于块的去噪方法，该方法利用地震勘探信号结构相似性以及随机噪声冗余性作为内部先验知识，利用非局部邻域数据的加权平均实现噪声压制。非局部均值方法在处理强噪声干扰下的地震勘探信号时，由于对相似结构信号赋予较大的权值，在滤波过程中对细节有较大程度的保留。但该方法仅利用信号相似结构这一内部先验，缺少外部先验知识的描述，在低信噪比情况下易产生信号失真，导致噪声残留，甚至会增强噪声。