吉林大学学报(工学版) ›› 2015, Vol. 45 ›› Issue (6): 2043-2048.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506044

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基于频域正则维纳滤波的地震随机噪声压制

田雅男1，2， 李月1， 林红波1， 徐学纯2   

  1. 1.吉林大学 通信工程学院,长春 130012;
    2.吉林大学 地球科学学院,长春 130061
  • 收稿日期:2014-08-21 出版日期:2015-11-01 发布日期:2015-11-01
  • 通讯作者: 李月(1958-),女,教授,博士生导师.研究方向:地震信号处理,弱信号检测.E-mail:liyue84@gmail.com
  • 作者简介:田雅男(1984-),女,讲师,在站博士后.研究方向:地震信号处理,弱信号检测.E-mail:5999happy@163.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金重点项目(41130421); 国家自然科学青年基金项目(41404081)

Frequency-domain regularized Wiener filtering for seismic random noise suppression

TIAN Ya-nan1,2, LI Yue1, LIN Hong-bo1, XU Xue-chun2   

  1. 1.College of Communication and Engineering, Jilin University, Changchun 130012, China;
    2.College of Earth Sciences, Jilin University, Changchun 130061, China
  • Received:2014-08-21 Online:2015-11-01 Published:2015-11-01

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摘要： 在原始目标函数基础上,通过构建附加噪声约束项和正则因子的约束函数的方式,提出了一种频域正则维纳滤波,同时引入信号幅度调节因子,在控制噪声压制强度的同时调节由滤波造成的有效信号损失幅度。此外,利用初至前噪声和含噪记录共同实现随机噪声的谱估计。仿真记录和实际数据的试验结果表明,新算法的滤波效果比中值滤波和传统维纳滤波效果好,信号偏差及有效信号衰减少,验证了新方法正则化思想的可行性和有效性。

关键词: 信号处理, 正则维纳, 地震随机噪声, 噪声约束项, 正则因子

Abstract: A Frequency-domain Regularized Wiener Filtering (FDRWF) is proposed. A novel objective function is constructed with an additional noise constrain item and a regularized factor. An amplitude adapting factor is brought in to solve the signal losses resulted from filtering. Moreover, the noise spectrum is estimated by the first arrival noise and noisy record. Experimental results on both synthetic records and field data show that the novel method has superior performance to median filtering and traditional Wiener filtering. Meanwhile, signal losses and derivation are reduced obviously. The effectiveness of the regularized idea in the novel method is proved.

Key words: signal processing, regularized wiener, seismic random noise, noise constraint item, regularized factor

中图分类号: 

  • TN911.7
[1] 付燕.人工地震信号去噪方法研究[D].西安:西北工业大学计算机学院,2002.
Fu Yan.Research on de-noising methods of seismic data[D].Xi'an: School of Computer Science, Northwestern Polytechnical University,2002.
[2] 张军华,吕宁,田连玉,等.地震资料去噪方法、技术综合评述[J].地球物理学进展,2005,20(4):1083-1091.
Zhang Jun-hua,Lü Ning,Tian Lian-yu,et al.An overview of the methods and techniques for seismic data noise attenuation[J].Progress in Geophysics,2005,20(4):1083-1091.
[3] Li Y,Yang B J, Badal J,et al. Chaotic system detection of weak seismic signals[J].Geophysical Journal International, 2009,178(3):1493-1522.
[4] 崔若飞,王辉.多项式拟合技术在煤田地震勘探中的应用[J].地球物理学进展,2000,15(2):47-54.
Cui Ruo-fei,Wang Hui.Application of polynomial fitting technique on coal seismic surveying[J].Progress in Geophysics,2000,15(2): 47-54.
[5] 李英,张淑贞,许康生.小波降噪方法在地震信号处理中的应用[J].西北地震学报,2006,28(2): 159-162.
Li Ying,Zhang Shu-zhe,Xu Kang-sheng.Application of wavelet transfer in seismic signal denoise[J]. Northwestern Seismological Journal,2006,28(2):159-162.
[6] 高静怀,毛剑,满蔚仕,等.叠前地震资料噪声衰减的小波域方法研究[J].地球物理学报,2006,49(4):1155-1163.
Gao Jing-huai,Mao Jian,Man Wei-shi,et al.On the denoising method of prestack seismic data in wavelet domain[J].Chinese Journal of Geophysics,2006,49(4):1155-1163.
[7] 李月,林红波,杨宝俊,等.强随机噪声条件下时窗类型局部线性化对TFPF技术的影响[J].地球物理学报,2009,52(7):1899-1906.
Li Yue,Lin Hong-bo,Yang Bao-jun,et al.The influence of limited linearization of time window on TFPT under the strong noise background[J].Chinese Journal of Geophysics,2009,52(7):1899-1906.
[8] 张洁,李月.平行径向道时频峰值滤波消减地震资料的随机噪声[J]. 吉林大学学报:工学版,2014,44(3):882-887.
Zhang Jie,Li Yue.Reduction of random noise in seismic data by parallel radial-trace time-frequency peak filtering[J]. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition),2014,44(3):882-887.
[9] Chen J D,Benesty J,Huang Y A. New insights into the noise reduction wiener filter[J].IEEE Transactions on Audio, Speech and Language Processing,2006,14(4): 1218-1233.
[10] Sekko E, Thomas G, Boukrouche A. A deconvolution technique using optimal Wiener filtering and regularization[J]. Signal Processing,1999,72(1):23-32.
[11] 姚天任,孙洪.现代数字信号处理[M]. 武汉:华中科技大学出版社,1999.
[12] 王岩,梁甸农,郭汉伟.基于改进正则化方法的SAR图像增强技术[J].电子学报,2003,31(9):1307-1309.
Wang Yan,Liang Dian-nong,Guo Han-wei.SAR image enhancement using modified regularization method[J]. ACTA Electronica Sinica,2003,31(9):1307-1309.
[13] Arslan L M. Modified wiener filtering[J].Signal Processing,2006,86(2):267-272.
[14] Vaseghi S V. 现代数字信号处理与噪声降低[M]. 邱天爽译.3版.北京: 电子工业出版社,2007.
[1] 陈涛, 崔岳寒, 郭立民. 适用于单快拍的多重信号分类改进算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 952-956.
[2] 孙晓颖, 刘壮, 秦宇镝, 刘妍妍. 可硬件系统实现的多频近场源定位方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(6): 2080-2086.
[3] 石屹然, 赵晓晖, 李新波, 石要武. α噪声背景下基于标准归一化相关函数的谐波信号频率估计的MUSIC方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(3): 923-928.
[4] 田宝凤， 王悦， 张健， 吴佩霖， 周媛媛. 核磁共振测深环境电磁噪声测试系统的设计及实现[J]. 吉林大学学报(工学版), 2015, 45(6): 2034-2042.
[5] 燕学智, 陈磊, 刘国红, 刘妍妍. 远近场混合循环平稳信源定位方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(5): 1474-1480.
[6] 李静1, 王子涵1, 秦民2, 禚帅帅1, 曹振1. 基于SimScape的半主动悬架垂直速度处理电路设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(4): 912-917.
[7] 王金芳, 虢明. 指数函数规整群时延的VAD特征研究[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(增刊1): 435-439.
[8] 刘丽伟, 马松全, 马丽蓉. 基于双DSP立体测距系统的设计与实现[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(增刊1): 335-339.
[9] 吴晓岚, 王世刚, 纪腾飞. 采样技术在基于DSP的视频对象提取中的应用[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(增刊1): 217-220.
[10] 王海艳, 赵晓晖, 顾海军. 基于瑞利混合隐马尔科夫模型的语音幅度谱分布估计[J]. , 2012, 42(05): 1327-1330.
[11] 乔玉龙,赵春晖,潘正祥,. 基于Haar小波变换的快速k-近邻分类算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2011, 41(01): 231-0234.
[12] 高荣,叶佩青,蒋克荣,李文. 基于小波奇异性的电主轴振动信号处理[J]. 吉林大学学报(工学版), 2010, 40(04): 1025-1028.
[13] 赵艳菊;王太勇;徐跃;曹康平;张攀;邓辉 . 基于双CPU的便携式故障诊断仪的设计与开发[J]. 吉林大学学报(工学版), 2008, 38(03): 557-0560.
[14] 吴晓岚，王世刚，纪腾飞，李强 . 基于多帧间的差的视频对象提取方法及其在DSP上的实现[J]. 吉林大学学报(工学版), 2008, 38(01): 219-223.
[15] 杨楠;刘明山;唐新星;张红彦 . 沥青混凝土搅拌站模糊预测控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2006, 36(06): 914-918.
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