一种时间域扇形滤波器及其应用
一种时间域扇形滤波器及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于人工地震勘探数据处理中去噪处理领域，具体涉及一种时间域扇形滤 波器及其应用，从二维FK域滤波算子出发推导出时间域二维權积算子。
【背景技术】
[0002] 扇形滤波器是一种二维视速度滤波器，在地震资料处理中主要用来压制低视速度 噪音、多次波等相干噪音。其实现方式主要有两种：F(频率）-Κ(波数）域和时间域。F-K 域实现简单，由于使用快速傅里叶变换，计算速度较快，但是如果输入道数较少或者相干噪 音空间分布较短时，F-K域扇形滤波器计算效果不理想。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种时间域扇形滤波器 及其应用。
[0004] 本发明是通过W下技术方案实现的：
[0005] -种时间域扇形滤波器，其时间频率范围为~f2，fi为起始时间频率，f2为截止 时间频率，且< f2 ;期望输出为y(T。，Xm)，其滤波算子如下：
[0006] 假设m为空间采样点数，η为时间采样点数，采样间隔为At, C为整数，
[0007] 若 m ^ η ^ 0,则
[001引一种利用所述时间域扇形滤波器实现的滤波方法，包括W下步骤：
[0016] (A)输入二维地震数据，利用相对时差校正量将有效信号拉平，形成输入数据；
[0017] 度）选择滤波器算子维度，利用所述公式（4)-(7)得到时间域扇形滤波器的滤波 算子；
[0018] (C)将滤波算子作为输入得到權积算子，然后利用權积算子将所述时间域扇形滤 波器应用到步骤（A)产生的输入数据上，得到去噪后的地震数据。
[0019] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明给出了实用的时间域滤波算子，其 可应用于偶数道和奇数道的情况。本发明提出的计算方法是稳健的，对压制相干噪音有明 显的效果。
【附图说明】
[0020] 图1实际地震资料
[0021] 图2图1的去噪效果
[0022] 图3-1二维滤波器模块结构图，偶数道输入
[0023] 图3-2二维滤波器模块结构图，奇数道输入
[0024] 图4时间域滤波器应用流程图
[00巧]图5有效信号与干扰噪音的频波谱
【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
[0027] 本发明是一种时间域扇形滤波算子计算法。时间域扇形滤波器由于时空分布较 短，具有较好的局部刻画效果，避开了 F-K域扇形滤波器道数限制。但是公开参考文献中时 间域算子仅仅是理论上的计算公式，并不能直接应用到生产中。部分参考文献给出了偶数 道-奇数样点的计算公式，但是送种公式计算结果会输出在中间位置上，造成!道间距的偏 移。因此，本发明给出了更广义的时间域扇形滤波器，可W在整数道位置输出。
[0028] 设扇形滤波器的视速度范围为-V~V，频率范围为~f2,期望输出为
[0029]
[0030] Y(f, k) = Ο, ke其他 （1)
[003。 f为时间频率，k为空间波数。
[0032] 假设m道输入，每道η个样点，采样间隔为At,道间距为Δχ，则（1)式的F-K逆 变换为
[0033] (2)
[0034] 运
C为整数，即速度用每道跨越的样点个数表示，则（2)变为
[0044] 其中m为空间采样点数，η为时间采样点数。fi为起始时间频率，fz为截止时间频 率，且 < f2。
[0045] 本发明算子计算更广义，包括偶数道与奇数道的情况；对拉平后数据应用该算子， 能够有效保护有效信号，压制干扰。
[0046] 如图4所示，使用本滤波器的方法如下：
[0047] 首先，根据实际资料的情况，选择合适相对时差校正量将有效信号拉平，避免有效 信号落入频散折叠区；
[0048] 然后选择合适二维滤波算子维度（例如17道X 21样点），利用（4)~（7)式计算 时间二维滤波器。
[0049] 最后，利用權积算子（滤波算子是權积算子的输入）将构建的二维滤波器应用到 第一步骤产生的数据上。
[0050] 图3-1为偶数道的情况，如果输入为偶数道时，按照公式4-7计算相应地滤波器系 数，即奇数个时间采样点X偶数个空间采样点。图3-2为奇数道的情况，如果输入数据位 偶数道时，按照公式（4)-(7)计算相应地滤波器系数，即奇数个时间采样点X奇数个空间 采样点。
[0051] 图5为对输入数据经过时差校正后的F-K谱，有效信号主要集中在f = 0附近，避 免规则干扰出现的空间折叠，通过控制起始频率和终止频率f2,可避免规则干扰折叠区 域。
[0052] 图1为地面地震资料，共有801道，道间距为25米。相干噪音分布范围为4~10 道。图2为应用11道*11个样点滤波算子后的处理效果图。从图2可W看出相干噪音得 到明显压制。
[0053] 上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本 发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本 发明上述【具体实施方式】所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制 性的意义。
【主权项】
1. 一种时间域扇形滤波器，其特征在于：所述时间域扇形滤波器的时间频率范围为 A~f2fi为起始时间频率，f 2为截止时间频率，且< f2;期望输出为y(Tn，Xni)，其滤波算 子如下： 假设m为空间采样点数，η为时间采样点数，采样间隔为Λ t，c为整数， 若m古η古0,则〇2. -种利用权利要求1所述时间域扇形滤波器实现的滤波方法，其特征在于：所述方 法包括以下步骤： (A) 输入二维地震数据，利用相对时差校正量将有效信号拉平，形成输入数据； (B) 选择滤波器算子维度，利用所述公式（4)-(7)得到时间域扇形滤波器的滤波算子； (C) 将滤波算子作为输入得到褶积算子，然后利用褶积算子将所述时间域扇形滤波器 应用到步骤（A)产生的输入数据上，得到去噪后的地震数据。
【专利摘要】本发明提供了一种时间域扇形滤波器及其应用，属于人工地震勘探数据处理中去噪处理领域。该时间域扇形滤波器的时间频率范围为f1～f2，f1为起始时间频率，f2为截止时间频率，且f1＜f2；期望输出为y(Tn，Xm)，其滤波算子如下：假设m为空间采样点数，n为时间采样点数，采样间隔为Δt，c为整数，若m≠n≠0，则<maths num="0001"></maths>若c·m＝n≠0，则<maths num="0002"></maths>若m＝n＝0，则<maths num="0003"></maths>若m＝0，n≠0，则<maths num="0004"></maths>。
【IPC分类】G01V1/36
【公开号】CN105487119
【申请号】CN201410524377
【发明人】崔树果, 程磊磊, 王瑜
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年10月8日
【技术领域】
[0001] 本发明属于人工地震勘探数据处理中去噪处理领域，具体涉及一种时间域扇形滤 波器及其应用，从二维FK域滤波算子出发推导出时间域二维權积算子。
【背景技术】
[0002] 扇形滤波器是一种二维视速度滤波器，在地震资料处理中主要用来压制低视速度 噪音、多次波等相干噪音。其实现方式主要有两种：F(频率）-Κ(波数）域和时间域。F-K 域实现简单，由于使用快速傅里叶变换，计算速度较快，但是如果输入道数较少或者相干噪 音空间分布较短时，F-K域扇形滤波器计算效果不理想。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种时间域扇形滤波器 及其应用。
[0004] 本发明是通过W下技术方案实现的：
[0005] -种时间域扇形滤波器，其时间频率范围为~f2，fi为起始时间频率，f2为截止 时间频率，且< f2 ;期望输出为y(T。，Xm)，其滤波算子如下：
[0006] 假设m为空间采样点数，η为时间采样点数，采样间隔为At, C为整数，
[0007] 若 m ^ η ^ 0,则
[001引一种利用所述时间域扇形滤波器实现的滤波方法，包括W下步骤：
[0016] (A)输入二维地震数据，利用相对时差校正量将有效信号拉平，形成输入数据；
[0017] 度）选择滤波器算子维度，利用所述公式（4)-(7)得到时间域扇形滤波器的滤波 算子；
[0018] (C)将滤波算子作为输入得到權积算子，然后利用權积算子将所述时间域扇形滤 波器应用到步骤（A)产生的输入数据上，得到去噪后的地震数据。
[0019] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明给出了实用的时间域滤波算子，其 可应用于偶数道和奇数道的情况。本发明提出的计算方法是稳健的，对压制相干噪音有明 显的效果。
【附图说明】
[0020] 图1实际地震资料
[0021] 图2图1的去噪效果
[0022] 图3-1二维滤波器模块结构图，偶数道输入
[0023] 图3-2二维滤波器模块结构图，奇数道输入
[0024] 图4时间域滤波器应用流程图
[00巧]图5有效信号与干扰噪音的频波谱
【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
[0027] 本发明是一种时间域扇形滤波算子计算法。时间域扇形滤波器由于时空分布较 短，具有较好的局部刻画效果，避开了 F-K域扇形滤波器道数限制。但是公开参考文献中时 间域算子仅仅是理论上的计算公式，并不能直接应用到生产中。部分参考文献给出了偶数 道-奇数样点的计算公式，但是送种公式计算结果会输出在中间位置上，造成!道间距的偏 移。因此，本发明给出了更广义的时间域扇形滤波器，可W在整数道位置输出。
[0028] 设扇形滤波器的视速度范围为-V~V，频率范围为~f2,期望输出为
[0029]
[0030] Y(f, k) = Ο, ke其他 （1)
[003。 f为时间频率，k为空间波数。
[0032] 假设m道输入，每道η个样点，采样间隔为At,道间距为Δχ，则（1)式的F-K逆 变换为
[0033] (2)
[0034] 运
C为整数，即速度用每道跨越的样点个数表示，则（2)变为
[0044] 其中m为空间采样点数，η为时间采样点数。fi为起始时间频率，fz为截止时间频 率，且 < f2。
[0045] 本发明算子计算更广义，包括偶数道与奇数道的情况；对拉平后数据应用该算子， 能够有效保护有效信号，压制干扰。
[0046] 如图4所示，使用本滤波器的方法如下：
[0047] 首先，根据实际资料的情况，选择合适相对时差校正量将有效信号拉平，避免有效 信号落入频散折叠区；
[0048] 然后选择合适二维滤波算子维度（例如17道X 21样点），利用（4)~（7)式计算 时间二维滤波器。
[0049] 最后，利用權积算子（滤波算子是權积算子的输入）将构建的二维滤波器应用到 第一步骤产生的数据上。
[0050] 图3-1为偶数道的情况，如果输入为偶数道时，按照公式4-7计算相应地滤波器系 数，即奇数个时间采样点X偶数个空间采样点。图3-2为奇数道的情况，如果输入数据位 偶数道时，按照公式（4)-(7)计算相应地滤波器系数，即奇数个时间采样点X奇数个空间 采样点。
[0051] 图5为对输入数据经过时差校正后的F-K谱，有效信号主要集中在f = 0附近，避 免规则干扰出现的空间折叠，通过控制起始频率和终止频率f2,可避免规则干扰折叠区 域。
[0052] 图1为地面地震资料，共有801道，道间距为25米。相干噪音分布范围为4~10 道。图2为应用11道*11个样点滤波算子后的处理效果图。从图2可W看出相干噪音得 到明显压制。
[0053] 上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本 发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本 发明上述【具体实施方式】所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制 性的意义。
【主权项】
1. 一种时间域扇形滤波器，其特征在于：所述时间域扇形滤波器的时间频率范围为 A~f2fi为起始时间频率，f 2为截止时间频率，且< f2;期望输出为y(Tn，Xni)，其滤波算 子如下： 假设m为空间采样点数，η为时间采样点数，采样间隔为Λ t，c为整数， 若m古η古0,则〇2. -种利用权利要求1所述时间域扇形滤波器实现的滤波方法，其特征在于：所述方 法包括以下步骤： (A) 输入二维地震数据，利用相对时差校正量将有效信号拉平，形成输入数据； (B) 选择滤波器算子维度，利用所述公式（4)-(7)得到时间域扇形滤波器的滤波算子； (C) 将滤波算子作为输入得到褶积算子，然后利用褶积算子将所述时间域扇形滤波器 应用到步骤（A)产生的输入数据上，得到去噪后的地震数据。
【专利摘要】本发明提供了一种时间域扇形滤波器及其应用，属于人工地震勘探数据处理中去噪处理领域。该时间域扇形滤波器的时间频率范围为f1～f2，f1为起始时间频率，f2为截止时间频率，且f1＜f2；期望输出为y(Tn，Xm)，其滤波算子如下：假设m为空间采样点数，n为时间采样点数，采样间隔为Δt，c为整数，若m≠n≠0，则<maths num="0001"></maths>若c·m＝n≠0，则<maths num="0002"></maths>若m＝n＝0，则<maths num="0003"></maths>若m＝0，n≠0，则<maths num="0004"></maths>。
【IPC分类】G01V1/36
【公开号】CN105487119
【申请号】CN201410524377
【发明人】崔树果, 程磊磊, 王瑜
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年10月8日
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