J4 ›› 2012, Vol. 42 ›› Issue (2): 554-561.

• 地球探测与信息技术 • 上一篇    下一篇

形态分量分析在去除地震资料随机噪声中的应用

李海山|吴国忱|印兴耀   

  1. 中国石油大学地球科学与技术学院|山东 青岛266555
  • 收稿日期:2011-07-20 出版日期:2012-03-26 发布日期:2012-03-26
  • 作者简介:李海山(1984-)|男|博士研究生|主要从事现代信号处理理论和方法在地震勘探中的应用研究|E-mail:gulanglhs@163.com
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(40739908); 国家油气重大专项(2008zx05014-001-010hz)

Application of Morphological Component Analysis to Remove of Random Noise in Seismic Data

LI Hai-shan, WU Guo-chen, YI Xing-yao   

  1. School of Geosciences, China University of Petroleum,Qingdao266555, Shandong, China
  • Received:2011-07-20 Online:2012-03-26 Published:2012-03-26

摘要:

以数学形态学和稀疏信号理论为依据,采用形态分量分析(MCA)方法去除地震数据中的随机噪声。应用MCA方法的关键在于选取合适的字典,从地震数据的特点和计算复杂性出发,选取UWT字典和Curvelet字典,一个用来稀疏表示地震数据的局部奇异部分,一个用来稀疏表示地震数据的线状变化部分。采用BCR算法求解目标函数,通过将数据分解为形态特征不同的2个分量,舍弃在字典中不能有效稀疏表示的随机噪声来达到去噪目的。作为一种二维去噪方法,MCA去噪方法在时间和空间方向上都具有很强的随机噪声抑制能力;由于UWT字典和Curvelet字典能够比传统的小波变换有更强的稀疏表示能力,MCA去噪方法对有效信息的损害较小,是一种保真保幅的去噪方法。模型测试和实际资料处理验证了该方法的有效性。

关键词: 地震数据去噪, 形态分量分析, 稀疏表示, 曲波变换, 小波变换

Abstract:

According to the morphology and sparse signal theory, morphological component analysis (MCA) method is used for random noise attenuation in seismic data. The key of MCA is to select the appropriate dictionaries. In view of the characteristics of seismic data and computational complexity, UWT dictionary and Curvelet dictionary are selected.One sparsely represents for local singular part of the seismic data, the other sparsely represents for smooth and linear part of seismic data. BCR algorithm is used to solve objective function, and the denoised results are obtained by decomposing the seismic data into two morphologically different components and discarding the random noise which can’t be sparsely represented in dictionaries efficiently. As a 2D denoising method, MCA denoising method can efficiently suppress random noise both in time and spatial directions; Because the sparse representation abilities of UWT dictionary and Curvelet dictionary are stronger than traditional wavelet transform, MCA denoising is an amplitude and fidelity preserved denoising method, its damage to effective information is quite smaller. Theoretical and real data processing verified the efficiency of MCA method.

Key words: seismic data denoising, morphological component analysis, sparse representation, curvelet transform, wavelet transform

中图分类号: 

  • P631.4
[1] 葛康建, 王长鹏, 张春霞, 张讲社, 熊登. 基于粗-细网络模型分步训练的地震数据重建方法[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(4): 1396-1405.
[2] 杨鹏, 张寿川, 郭本力, 杨崇敬, 冯启原, 吕有成, 解露茜. 山东日照地区不同类型含水层地下水位多年动态变化特征及其影响因素[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(3): 967-979.
[3] 闫海洋, 周辉, 刘海波, 徐朝红, 孙赞东, 刘昭, 罗敏学. 基于EZW算法的叠前地震数据分频压缩技术[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2023, 53(4): 1238-1238.
[4] 李启成, 闵也, 何书耕. 用小波变换讨论地震中的多普勒现象[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(3): 909-918.
[5] 谭晓迪, 黄大年, 李丽丽, 马国庆, 张代磊. 小波结合幂次变换方法在边界识别中的应用[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(2): 420-432.
[6] 崔永福, 李国发, 吴国忱, 尚帅, 赵锐锐, 罗莉莉. 基于面波模拟和曲波变换的去噪技术[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(3): 911-919.
[7] 赵利, 李理, 董大伟. 基于小波变换的盆地沉积-构造波动分析[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2015, 45(4): 1227-1236.
[8] 韩念龙, 刘闯, 庄立, 张巍. 基于不同小波变换与同态滤波结合的CBERS-02B卫星CCD图像的薄云去除[J]. J4, 2012, 42(1): 275-279.
[9] 卢文喜, 陈社明, 王晨子, 刘磊, 贾洪玮, 吕德全. 基于小波变换的大安地区年降水量变化特征[J]. J4, 2010, 40(1): 121-127.
[10] 李红星,陶春辉,刘 财,邓显明,周建平,张金辉,顾春华,何拥华. 多频海底声学原位测试信号消除干扰研究[J]. J4, 2007, 37(5): 1034-1037.
[11] 房文静, 范宜仁,李霞,邓少贵. 基于测井数据小波变换的准层序自动划分[J]. J4, 2007, 37(4): 833-0836.
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[1] 崔建军, 刘晓春, 胡娟, 曲玮. 桐柏杂岩中印支期变质岩包体的变质作用[J]. J4, 2009, 39(4): 618 -629 .
[2] 尤敏鑫,刘建民. 同位素地球化学在峨眉山大火成岩省研究中的应用现状与进展[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2014, 44(4): 1231 -1243 .
[3] 杨春梅, 李洪奇,陆大卫,张方礼,高 原,邵英超. 不同驱替方式下岩石电阻率与饱和度的关系[J]. J4, 2005, 35(05): 667 -671 .
[4] 祝洪臣,张炯飞,权 恒. 大兴安岭中生代两期成岩成矿作用的元素、同位素特征及其形成环境[J]. J4, 2005, 35(04): 436 -0442 .
[5] 朱建伟, 赵刚, 刘博, 郭巍, 成俊. 油页岩测井识别技术及应用[J]. J4, 2012, 42(2): 289 -295 .
[6] 陈力,梁海安,张文娟,荣帆. 模糊数学方法在城市工程地质环境区划中的应用--以抚顺市城区为例[J]. J4, 2008, 38(5): 837 -0840 .
[7] 高桂梅,苏 克,王文颖,甘树才,刘招君. 吉林省桦甸油页岩中稀土元素和微量元素的研究[J]. J4, 2006, 36(6): 974 -0979 .
[8] 吴孔运,蒋忠诚,叶 晔. 不同植物群落对灰岩试块溶蚀速率的影响[J]. J4, 2007, 37(5): 967 -0971 .
[9] 周彦章,迟宝明,刘中培. 山东夏甸金矿床充水机理构造控制模式[J]. J4, 2008, 38(2): 255 -0260 .
[10] 张渊,刘连登,孙景贵,陈国华,张洪喜,闫复传,杨开春. 胶东西北部黄埠岭金矿床两期次叠加成矿[J]. J4, 2008, 38(1): 21 -0026 .