[发明专利]一种基于四通道冗余滤波器组的槽波弱信号提取方法

摘要

本发明属于地震勘探技术领域，涉及一种基于四通道冗余滤波器组的槽波弱信号提取方法，先由分解滤波器组构成分解卷积矩阵，槽波信号经过分解卷积矩阵分解成不同频率子带，再对每个频率子带插入不同软阈值消噪算子，进行软阈值消噪；然后由重构滤波器构成重构卷积矩阵，去噪后通过重构卷积矩阵合成得到新的信号；其工艺简单，原理科学可靠，去噪效果好，信号分辨率高，重构能力强。

主权项

一种基于四通道冗余滤波器组的槽波弱信号提取方法，其特征在于先由分解滤波器组构成分解卷积矩阵，槽波信号经过分解卷积矩阵分解成不同频率子带，再对每个频率子带插入不同软阈值消噪算子，进行软阈值消噪；然后由重构滤波器构成重构卷积矩阵，去噪后通过重构卷积矩阵合成得到新的信号；其具体过程为：(1)先将一个低通滤波器H0和三个高通滤波器Q1、Q2、Q3组成分解滤波器组并构成分解卷积子矩阵w，其中H0＝[E0,E1]，Q1＝[E2,E3],Q2＝[E4,E5],Q3＝[E6,E7],再由分解卷积子矩阵进一步构成分解卷积矩阵卷积矩阵中除w外，其余元素为0；W的行数为列数的两倍，列数为输入数据点的个数；(2)将分解卷积矩阵W与输入信号f0相乘进行信号分解，变换后的结果表示为0≤i≤m/4，m为数据点的个数；(3)对变换结果进行子带抽取，形成LL,H1,H2,H3四个频率子带；先将变换后的数据分组，将连续的两个值分为一组，每四组中抽取第一组连续排列后形成低频子带LL,每四组中抽取第二组连续排列后形成高频子带H1,每四组中抽取第三组连续排列后形成高频子带H2,每四组中抽取第四组连续排列后形成高频子带H3；然后将LL,H1,H2,H3四个频率子带中每个频率子带进行奇偶抽取后进一步分为两个频率子带，即n各子带元素个数；对所述的LL低频子带可以进行第二层分解，以此类推，直到第J层分解；J为用户自定义层数；(3)对每个分解后的频率子带插入不同的消噪算子Tλ，得到去噪后的信号f1＝Tλ(Wf0)，Tλ＝[tλ1(β1),tλ2(β2),...,tλk(βk)]T；其中，tλi(βi)为软阈值函数，βi是频率子带的系数，λi＝3σ，σ是噪声的标准差，噪声标准差σ取四通道滤波器分解各子带系数的中值；(4)取分解滤波器的共轭转置做为重构滤波器组，重构低通滤波器G0＝H0*,重构高通滤波器“*”表示共轭转置；重构卷积矩阵W*为分解卷积矩阵W的共轭转置；重构卷积矩阵W*与去噪后的信号f1相乘得到第一层重构信号，第一层重构的信号再与重构卷积矩阵相乘得到第二层重构信号；以此类推，直至第J层重构完毕，得到重构的去噪信号实现槽波弱信号的提取。