基于EMD重构地震信号的去噪方法.pdf

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1、油气地球物理2017年4月PETROLEUMGEOPHYSICS第15卷第2期·技术·方法·基于EMD重构地震信号的去噪方法黄翔（成都理工大学地球物理学院，四川成都610059）摘要：地震信号的信噪比直接影响地震资料的可靠性、参数提取的精度以及分辨率效果。小波去噪是目前常用的方法，但其不具有自适应性，去噪效果不理想。EMD分解具有自适应性，并且具有很高的可靠性、准确性和合理性。EMD分解后可以准确区分噪声信号和有效信号，对信号进行重构，提高信噪比，达到去噪效果。因此，EMD去噪是处理非平稳信号的一种

2、有力手段。关键词：EMD去噪；信号模拟；信号重构DenoisingoftheseismicsignalreconstructionbasedonEMDHUANGXiang(SchoolofGeophysics,ChengduUniversityofTechnology,ChengduSichuan610059,China)Abstract:ThehighorlowSNRofseismicsignalwilldirectlyaffectthereliabilityoftheseismicdata,th

3、eprecisionoftheextractedparameterandtheeffectoftheresolution.Thewaveletdenoisingisoneofthedenoisingmethodscommonlyused,butithasnoself-adaptability,thedenoisingeffectisnotideal.TheEMDnotonlyhastheself-adaptability,butalsohashighreliability,accuracyandra

4、tionalityaswell.ThenoisesandeffectivesignalsaredistinguishedaccuratelybytheEMD,thesignalsarereconstructed,thesignal-to-noiseratioareimproved,andthedenoisingeffectareachieved.TheresultsshowthattheEMDisapowerfulmeansfortheunstablesignalsinde-noising.Keyw

5、ords:EMDdenoising,signalsimulationandsignalreconstruction在地震勘探中，由于地下介质的复杂性以及采种可调窗Fourier谱分析方法，需要事先选定基函集过程中各种因素的干扰，获得的地震信号具有非数，一旦选定小波基底，只能用其分析所有的数据，线性、非平稳等特征，是一种典型的非平稳随机信因此小波分析不是自适应的，也只能用来分析线性[1][4]号。地震信号的信噪比直接影响地震资料的可靠系统。性、参数提取的精度以及分辨率的效果。因此，去噪希尔伯特—黄变换

6、（Hilbert-HuangTransform，[2]研究在地震资料处理中极为重要。为此，根据信简称为HHT）法是一种全新的信号处理方法，对于号和噪声的特征差异，设计了去除噪声，提高信噪比处理非线性、非平稳信号具有清晰的物理意义，能够的方法，如压制面波的频域高通滤波、f-k滤波、得到信号的振幅—时间—频率分布特征，且具有自k-l滤波、压制多次波的Radon变换和聚焦滤波、压适应性。经验模态分解法（EmpiricalModeDecom-制随机干扰的f-x预测滤波、小波变换等，但这些position，简

7、称为EMD）是HHT理论的重要组成部分，[3]方法难以满足实际资料处理的要求。小波分析是N.E.Huang等在研究非线性问题和希尔伯特变换时一种非平稳数据分析方法，自上世纪80年代以来受提出，利用EMD分解法将信号分解为有限个IMF到学术界的广泛关注，并趋于成熟，但其本质上是一（IntrinsicModeFunction）分量之后利用Hilbert变换收稿日期：2016-11-04；改回日期：2016-12-09作者简介：黄翔，男，在读硕士研究生，成都理工大学地球探测与信息技术专业，现主要从事时频分

8、析技术方面的研究。第15卷第2期黄翔：基于EMD重构地震信号的去噪方法·19·法进行信号分析，既能使信号分解具有唯一性，又能所得的h1(t)并不满足本征模态函数（IMF）分[5]在时域和频域中同时具有良好的局部化性质。量，需以h1(t)为原始信号，重复上述过程，直到第一个IMF分量c1(t)（原始信号的最高频率成分）。1方法原理用原始信号减去第一个IMF分量得到一个去高频分量的序列，即1.1小波阈值去噪x1(t)=x(t)-c1(t)（8）将混合（含噪）信号的正交小波