基于曲波变换的地面微地震资料去噪方法研究.pdf

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1、第51卷第6期石油物探V01．51，No．62O12年11月GEOPHYs1CALPR0SPErINGF0RPErR0LEUMNOV．，2012文章编号：1000—1441(2012)06—0620—05基于曲波变换的地面微地震资料去噪方法研究姜宇东，杨勤勇，何柯，刘太伟(1．中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院，江苏南京211103；2．中国石油大学(华东)地球科学与技术学院，山东青岛266555)摘要：针对地面微地震资料采集方式及其信号特点，并结合曲波变换的特点及阈值去噪原理，研究了一种基于曲波

2、变换的自适应阈值去噪方法。首先将地面微地震资料进行曲波变换，得到不同尺度、不同方向的曲波系数；然后通过计算曲波系数统计量的方法来确定自适应阈值，采用软、硬阈值折衷方法对曲波系数进行处理；最后将处理后的曲波系数进行反变换得到去噪后的信号。理论模型和实际资料的处理结果验证了该方法的有效性。关键词：地面微地震监测；微地震资料处理；曲波变换；去噪；阈值DOI：10．3969／j．issn．1000—1441．2012．06．011中图分类号：P631．4文献标识码：A地面微地震监测资料由于其特殊的采集方式，震资料

3、去噪处理。研究了Curvelet变换方法，通含有大量的噪声，其中随机噪声尤其明显，还有能过计算Curvelet系数统计量的方法来确定自适应量很强的相干噪声，有效信号被湮没在噪声中，资阈值，采用软、硬阈值折衷方法，对地面微地震资料料的信噪比很低_1]。微地震信号的去噪处理一般进行Curvelet变换处理，相干噪声和随机噪声都分为空间域和频率域处理。空间域去噪处理方法得到了很好的压制。]。主要包括：均值滤波、中值滤波、维纳滤波等；频率域去噪处理方法是将微地震信号进行傅里叶变换，1曲波变换原理然后利用已设计好的

4、低通滤波器滤除高频噪声或高通滤波器滤除低频噪声。但是传统的空间域和1．1第一代Curvelet变换频率域去噪方法在滤除噪声的同时也去除了一些第一代Curvelet变换的理论基础是Ridgelet微弱信息，而这部分微弱信息可能就是要提取的有变换，因此可以把第一代Curvelet变换看成是一效信号，这就不可避免地造成了去噪后微地震资料种多尺度的Ridgelet变换。Ridgelet变换适用于质量下降。实际地面微地震信号是多道观测记录，表示各向异性的奇异性，因为在Ridgelet变换中加有效信号在记录剖面上是一

5、段连续信号，只是由于入一个参数表示方向性，可以有效提取直线特征。噪声等诸多因素的干扰，使得连续性变差。小波变而对于曲线特征情况，Curvelet变换方法则通过多换对识别零维或点的奇异性有很好的效果，但不适尺度的局部直线逼近来近似表示整条曲线。宜对二维信号进行处理。1．1．1Ridgelet变换曲波(Curvelet)变换是在脊波(Ridgelet)变换定义双变量函数f(x，)的Ridgelet函数为的基础上发展起来的。Curvelet综合了Ridgelet(z，)一a-1／2[(zco+ysin0一b)／

6、al擅长表示直线特征和小波适合于表示点状特征的(1)优点，并充分利用了多尺度分析的优势。因此，式中：是小波函数；是尺度因子；6是偏移截距；Curvelet在对曲线等几何特征的表达上优于小波。是变换角度。此外，与小波变换不同的是除了尺度和位移参数外，Curvelet变换还引进了方向参数。然而，其实XCOSO+ysin0一C(2)现过程需要经过平滑、分割、归一化等步骤，算法冗其中，C为常数。从(2)式可以看出Ridgelet函数余度高。第二代Curvelet变换继承了第一代Cur—velet变换多方向和各向异

7、性的特点，通过快速离收稿日期：2012—09—25。散算法，实现过程比第一代Curvelet变换简单、快作者简介：姜宇东(1962一)，男，高级工程师，现从事微地震监测资料处理方法研究工作。速。基金项目：中国石油化工股份有限公司科技开发部“微地震监测关我们将第二代Cu~velet变换应用于地面微地键技术研究”项目(Pl1004)资助。第6期姜宇东等．基于曲波变换的地面微地震资料去噪方法研究621沿脊线不变。其中，是构成L(R)空间上正交基的函数。对二维数组_厂(z，z。)而言，Ridgelet变换公1．2

8、第二代Curvelet变换式为虽然第一代Curvelet变换弥补了小波的不足，有很好的局部性、各向异性和方向性，但是需要R，(日，b，)一If，枷(z1，X2)fix1，z2)drldr2很多步骤，带来了巨大的数据冗余量。因此，在(3)2002年Candes等[7]提出了第二代Curvelet变换，在2005年又提出了两种快速离散曲波变换方重构公式为法]，比原方法更简单、快速，更能减少数据的冗厂()=一==ji。j'—』J。R