基于灰度共生矩阵提取地震纹理属性的研究及影响因素分析.pdf

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1、科孜创新与厦用I2014年第31期科技创目基于灰度共生矩阵提取地震纹理属性的研究及影响因素分析吴昊陈华【长江大学地球物理与石油资源学院，湖北武汉430100)摘要：地层由于受到构造作用，地下流体作用的影响，会产生断层和裂缝等一系列地质构造特征，这些构造特征会在三维地震资料中呈现出强弱不同的振幅，振幅在垂向地震剖面和横向地层切片上的变化就形成了一种特殊的地震纹理特征，这些纹理特征所形成的不同区域代表了不同的地质构造。文章将利用灰度共生矩阵方法对地震资料中的纹理属性进行提取，并对其影响因素进行分析。关键词：纹

2、理；纹理属性；灰度共生矩阵；灰度级数；提取窗12'1概述熵值大，则纹理细而复杂，图像较为清晰。反之，则纹理粗，图1纹理作为冈形网像的一项基本特征，通常指呈现在物体表面的模糊。Lu1凸不平的沟纹，它反映了物体表面的粗糙度，光滑度和起伏程度。(3)均质性H=∑，YVl+(i—j)zP．对于纹理的定义不尽相同，普遍认为它是像素灰度按一定规律变化均质性小则纹理在局部分布不均匀，局部变化大，纹理平滑1形成的，只有把网像分割成若干区域才能对其纹理进行研究。同时差，图像分辨率较高，图像清晰；均质性大则纹理局部分布较均由

3、于自然界中的任何物体表面都会产生不尽相同的纹理，即具有不变化小平滑性好，图像分辨率低，图像模糊。同的纹理特征，利用纹理的独有性，我们可以通过不同物体所具有(4)对比度C：∑．∑．fi—i)2P．的不同的纹理特征来区分不同的图像，从而将其应用于数字图像处对比度度量矩阵中值的分布情况和影像中局部变化的多，j理、计算机图形学、遥感影像、生物医学，地球物理勘探等领域。反映了影像的清晰度和纹理的粗细。对比度高则图像较清晰，纹j2地震纹理属性概述较细，易于分辨，反之则图像模糊，看不出纹理。地震数据中像元的反射振幅与波

4、形在特定方向上会发生变化，4基于灰度共生矩阵的地震纹理属性的提取地震资料中纹理的粗细直接或间接反映了不同地质构造所形成的在灰度共生矩阵理论基础上，用相关软件提取地震纹理属性：反射振幅的强弱。随着几十年来油田勘探开发的深入，勘探对象已要分为以下几步。经从构造油气藏转向复杂油气藏，传统地震属性对于断距较小的小4．1灰度图像提取断层、裂缝以及薄储层的响应不明显，而纹理属性所具有的直观性首先将多波段的影像(nC,B影像)转换为灰度图像，纹理属性1则可以为小型地质体的识别以及薄砂体储层的预测提供一定的指为一种结构属

5、性在RGB三个波段的影像上的反映是一样的，所I导依据。我们只需任意选择其中一种波段进行提取分析即可。3灰度共生矩阵原理4．2压缩图像灰度级为了弄清不同的纹理集合所揭示的地质构造特征和地震相，我实际工作中接触到的图像多为256级，如果不压缩灰度级，仃j需要对地震图像进行纹理分割和纹理基元的合成。纹理属性的提使计算时间很长，数据浪费，因此需要大量压缩灰度级，同时不能取是罔像分析中一项很重要也很具有难度的工作，不少中外学者对失图像的纹理特征。因此，在计算灰度共生矩阵时，一般取8级或纹理属性的提取方法进行了研究，

6、目前，最广为人们接受的是1993级。年n提出的四大类方法：统计分析方法、模型分析方法、结构分析4．3生成地震纹理图像方法、信号处理方法Itl。我们按照选定好的窗口大小和提取步长，计算每个窗口的灰J灰度共生矩阵最早由Haralick于1973年提出，是描述纹理结共生矩阵，把得到的纹理特征值赋值给该窗口中心点，作为该处]卡勾性质特征的基本甬数。该方法是建立在估计图像的二阶组合条件终纹理特征值，然后窗口移动一个步长后继续计算新的灰度共生；概率密度基础上，是反映图像灰度变化的二阶统计量。灰度共生矩阵，再把值赋给新

7、的窗口中心点I，以此循环，分别按相同步长从1阵是一个对称矩阵，主要计算在0方向上，距离为d的分别具有灰个角度分别计算完灰度共生矩阵后，求特征值的平均值，这时整，度值i和i的像素对的出现概率，矩阵的阶数由图像的灰度级数决图像就会转换成纹理特征矩阵，最后把纹理特征矩阵转为纹理特j定图像。以兰维空间中的灰度共生矩阵为例，其算法可以表示为：5地震纹理属性影响因素分析p(i，d，O)：{【(xI_Yz)，(x2，Y2，z2)]f(x⋯Y，z1)=i，x2，y2，z9_j；x=0，1，2，．．～N1；影响地震纹理属性

8、提取的因素很多，包括灰度级数、提取窗[y=O，1，2．，N-1；z=0，1⋯2．．．N一1li,j=0，1⋯2L一1步长、角度以及地震资料的质量等等。本文只选取灰度级数和提]其中i，i为空间中两像素点(xY，z。)，(x2,y2，z)的灰度值，L为灰窗口这两个主要影响因素进行研究。度级数，d，0为两像素点的距离与方向，N，N⋯N为图像的行列数。5．1提取窗口因素的影响计算灰度共生矩阵时，由于矩阵每次只能计算一个面，因此每以塔里