[发明专利]基于CEEMD的地震信号高分辨率处理方法

摘要

本发明公开了一种基于CEEMD的地震信号高分辨率处理方法，先根据地震剖面的平均振幅谱确定阈值集合G，接着用CEEMD对单道地震信号进行分解得到IMF分量，利用相关系数‑阈值法确定阈值H，通过阈值H选取有效频段内的IMF分量进行叠加，再用阈值集合G对叠加后的IMF分量进行高分辨率处理，然后将处理后的IMF分量和剩余的IMF分量进行信号重构，得到高分辨率处理后的地震信号，最后逐道处理余下的地震信号得到高分辨率的地震剖面。本发明通过计算地震剖面的平均振幅谱确定阈值集合G来避免仅使用标准的地震数据引起的随机干扰；通过阈值H选取有效频段内的IMF分量进行叠加后高分辨率处理，减少噪声对地震信号分辨率的影响。

主权项

1.一种基于CEEMD的地震信号高分辨率处理方法，其特征在于,包括以下步骤：(1)获取地震剖面，求取该剖面的平均振幅谱，分析平均振幅谱的有效频带范围，根据频带范围确定其低通、低截、高通、高截的阈值，排列成阈值集合G，地震剖面由单道地震信号构成，所述单道地震信号为用于勘探地下岩层性质和形态的时域信号；(2)对其中一单道地震信号进行CEEMD分解，得到多个IMF分量和剩余分量；(3)根据CEEMD分解得到的IMF分量排列特征，利用相关系数‑阈值法确定阈值H，通过阈值H的甄别，将IMF分量分为有效频段内的IMF分量和剩余的IMF分量；利用相关系数‑阈值法确定阈值H能通过以下两种方案：方案一：(31)利用下式计算出各个IMF分量与原始地震信号的相关程度Q，即式中Q(j)代表第j个IMF信号与原始地震信号的相关程度，(32)通过以下公式计算阈值H，其中M为CEEMD分解得到的IMF分量的个数；(33)依据CEEMD分解得到的IMF分量满足从高频到低频的依次排列分布的特征，首先利用下式将IMF分量分成A、B两部分，即QL=maxQ(j)，j=1，2，3，...，M接着，利用下式将A部分的IMF分量分成A1、A2两部分，即最终得到的B部分和A2部分内的IMF分量为有效频带内的IMF分量，A1部分的IMF分量为剩余的IMF分量；方案二：(31)计算出各个IMF分量与原始地震道信号的相关程度Q，即式中Q(j)代表第j个IMF信号与原始地震信号的相关程度，(32)通过以下公式计算出ρ值，得到阈值H；ρH＝max(ρj),j＝2,3,…M(33)依据CEEMD分解得到的IMF分量满足从高频到低频依次排列的特点，用阈值H对IMF分量进行分类，具体公式如下：(4)对有效频段内的IMF分量进行叠加，并用阈值集合G对叠加后的信号进行高分辨率处理；(5)将高分辨率处理后的IMF分量和剩余的IMF分量进行信号重构，得到高分辨率处理后的单道地震信号；x′(t)是高分辨率处理后的单道地震信号；imf′(t)表示高分辨率处理后的有效频带内的IMF分量；imf(t)代表剩余的IMF分量；rn(t)为剩余分量；M为CEEMD分解得到的IMF分量的个数，m为有效频段内的IMF分量个数；(6)重复步骤(2)‑(5)，对剩余单道地震信号逐道进行处理，最后依据处理的顺序依次排列所有高分辨率处理后的单道地震信号，获得高分辨率的地震剖面，用于地震解释。