地震信号,深度学习,卷积神经网络(CNN),去噪


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吉林大学学报(地球科学版) ›› 2023, Vol. 53 ›› Issue (2): 609-.

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基于融合残差注意力机制的卷积神经网络地震信号去噪

  1,孙英杰2   

  1. 1.东北石油大学物理与电子工程学院,黑龙江  大庆  163318

    2.东北石油大学电气信息工程学院,黑龙江  大庆  163318

  • 收稿日期:2022-03-22 出版日期:2023-03-26 发布日期:2023-04-06

  • Received:2022-03-22 Online:2023-03-26 Published:2023-04-06

摘要:

由于U型卷积神经网络(Unet)在地震数据去噪中存在计算量大、网络退化和泛化能力弱等问题,本文为了提高去噪效果以及增强模型的泛化性,提出了一种融合残差注意力机制的卷积神经网络(RAUnet)。该网络结构主要由编码和解码两部分构成,网络的每个卷积层之后都加入了批标准化和带泄露整流激活函数。在编码器中,为了提高对噪声的提取能力,引入了残差结构和卷积块注意力模块。残差结构利用残差跳跃连接的方式减弱了网络退化,降低了特征映射的难度。卷积块注意力模块使用通道和空间的混合注意力权重,能提升相关度高的特征并抑制相关度低的特征。在解码器中,为了提升特征融合的维度恢复能力,选用双线性插值方式进行上采样。实验测试结果表明,对于合成地震信号,本文方法对简单模型和复杂模型随机噪声的压制效果均更有效,并且更好地保护了有效信号;对于实际地震信号,本文方法仍然能在去噪的同时尽量保持有效信号中的细节,对叠前数据和叠后数据都展现出了良好的泛化性。


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地震信号, 深度学习, 卷积神经网络(CNN),
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  • P631.4
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