CN101551467A - 一种基于边界检测的初至波自动拾取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于边界检测的初至波自动拾取方法，主要是基于边界检测的初至波自动拾取技术，首先输入原始地震数据，对地震数据作灰度化处理，然后借助空域微分算子进行地震数据边缘检测，通过对应的模板与图像卷积来完成；最后对边界追踪技术对边缘检测结果进行校正，完成地震数据初至波自动拾取，拾取结果输出；作为起点的边缘点一般采用手工选定的方法；边界追踪主要利用发现利用跟踪“虫”(bug)进行追踪；利用基于边界检测的初至波自动拾取技术对三维地震资料进行初至波拾取处理，时效同比提高7－10天，与现有初至波自动拾取技术进行了对比，现有技术初至波拾取准确率只能达到80％，利用新技术拾取准确率能达到99％。
Description
技术领域：
本发明属于地震资料处理领域，是一种地震数据初至波自动拾取方法。
背景技术：
现有的初至波拾取主要还是手工拾取，但随着勘探的深入，地震资料的数据量越来越大，三维工区手工拾取初至动辄需要几十个工作日，严重影响了处理的效率。虽然近几年也出现一些初至波自动拾取技术，但由于对初至波追踪不准确，因此初至波的拾取精度往往达不到要求。
发明内容：
本发明的目的是为了解决现有初至波拾取技术效率过低、精度不高的问题，提供一种基于边界检测的初至波自动拾取方法。
本发明所采用的技术方案是：
一种基于边界检测的初至波自动拾取方法，主要是基于边界检测的初至波自动拾取技术，首先输入原始地震数据，对地震数据作灰度化处理，然后借助空域微分算子进行地震数据边缘检测，通过对应的模板与图像卷积来完成；最后对边界追踪技术对边缘检测结果进行校正，完成地震数据初至波自动拾取，拾取结果输出；对边界的追踪的步骤为：
a、定作为起点的边缘点，
b、按照合适的算法和搜索机理，在发现边界点的基础上确定新的边界点，
c、搜索整幅图，确定出边界。
作为起点的边缘点一般采用手工选定的方法；边界追踪主要利用发现利用跟踪“虫”(bug)进行追踪。跟踪“虫”的原理是：跟踪“虫”是一个长方形的平均窗口模板，其中各元素一般具有相同的值，模板的后部以当前像素为中心，其轴沿当前搜索方向，在每个搜索位置都计算模板下所有像素的平均梯度，然后选模板前部具有最大平均值的位置作为下一个边界位置。
本发明的优点是：利用基于边界检测的初至波自动拾取技术对三维地震资料进行初至波拾取处理，时效同比提高7-10天，与现有初至波自动拾取技术进行了对比，现有技术初至波拾取准确率只能达到80％，利用新技术拾取准确率能达到99％。
附图说明：
图1为本发明的流程图。
图2为本发明中利用导数检测边界的原理图。((A)为存在边界的图形，(B)为对图形函数求取一次导数结果图)。
图3为本发明的跟踪“虫”示意图。
图4为本发明的初至波拾取对比结果。((A)为新技术拾取，(B)为现有技术拾取)。
图5为本发明实施例的原始地震记录。
图6为本发明实施例的进行灰度化处理后的记录。
图7为本发明实施例的使用边界检测技术对单炮进行边缘检测的结果。
图8为本发明实施例的使用边界追踪技术对图7边缘检测结果进行校正，并自动拾取。
图3中1为当前边界点，2为候选边界点，3为上一个边界点，4为搜索方向。
具体实施方式：
下面结合附图说明本发明的实施例。
一种基于边界检测的初至波自动拾取方法，主要是基于边界检测的初至波自动拾取技术，首先输入原始地震数据，对地震数据作灰度化处理，然后借助空域微分算子进行地震数据边缘检测，通过对应的模板与图像卷积来完成；最后对边界追踪技术对边缘检测结果进行校正，完成地震数据初至波自动拾取，拾取结果输出；对边界的追踪的步骤为：
a、定作为起点的边缘点，
b、按照合适的算法和搜索机理，在发现边界点的基础上确定新的边界点，
c、搜索整幅图，确定出边界。
作为起点的边缘点一般采用手工选定的方法。
边界追踪主要利用发现利用跟踪“虫”(bug)进行追踪。
跟踪“虫”的原理是：跟踪“虫”是一个长方形的平均窗口模板，其中各元素一般具有相同的值，模板的后部以当前像素为中心，其轴沿当前搜索方向，在每个搜索位置都计算模板下所有像素的平均梯度，然后选模板前部具有最大平均值的位置作为下一个边界位置。
初至波是随机干扰信号等无用信息和实际地震信号的交界点，一般在地震记录中初至波具有很好的连续性，并且和其他信号有明显的分界面。如果把地震记录转化为一幅图，那么用边缘检测和边缘追踪技术确定出边界，则可以在地震记录中将初至波拾出。在初至较好的情况下，边缘检测直接检测边界点就可以确定初至。在存在较强干扰，初至不连续的情况下，边界追踪技术保障了初至的连续性和准确性。
(1)边界检测的基本原理
边缘的检测可以借助空域微分算子进行，通常通过对应的模板与图像卷积来完成。两个具有不同灰度值的相邻区域之间总存在灰度边缘。灰度边缘是灰度值不连续(或突变)的结果，这种不连续常可利用求导数方便的检测到。一般常用一阶和二阶导数来检测边缘，如图2。
由上面的分析可以看出，图像中目标的边界可通过求取他们的导数来确定。导数可用微分算子来计算，实际的数字图像处理中求导数是利用差分近似微分来进行的。
(2)边界追踪的基本实现过程
边界检测并不一定是对一个连续的边界追踪，当边界不连续时，需要使用其他手段追踪出一个连续的边界。边界追踪也可称为边缘点连接，是由图中的某已知边缘点出发，一次搜索出实际的边界。主要分为以下几个步骤：
a、定作为起点的边缘点(标准根据算法不同而有差异)，起点的选取对追踪的结果至关重要。当正确的边缘点不易确定的时候，一般需要进行手工选定正确的边缘点。
b、按照合适的算法和搜索机理，在发现边界点的基础上确定新的边界点。
c、搜索整幅图，确定出边界。
边界追踪主要利用发现利用跟踪“虫”(bug)进行追踪，抗干扰能力强、运算简单，追踪效果较理想。
如图3所示：跟踪“虫”是一个长方形的平均窗口模板，其中各元素一般具有相同的值，模板的后部以当前像素为中心，其轴沿当前搜索方向。在每个搜索位置都计算模板下所有像素的平均梯度，然后选模板前部具有最大平均值的位置作为下一个边界位置。该模板越大，对梯度的平滑作用越强，也越抗噪声。在对存在较强干扰的地震记录的处理中，采用该方法进行边缘追踪，较好地确定了初至波的位置。图2是一个最简单的“bug”模板示例，只检测了600角范围内的边界，在实际应用中，我们应该根据实际情况选取适当角度范围的模板。
按照图1所示的步骤进行处理数据。如图5所示为一份原始的地震记录，通过对对地震数据作灰度化处理，得到图6，然后借助空域微分算子，通过对应的模板与图像卷积来完成，地震数据边缘检测如图7；最后对边界追踪技术对边缘检测结果进行校正，完成地震数据初至波自动拾取，如图8，拾取结果输出；通过前面几幅图可以看到，通过基于边界检测的初至波自动拾取技术，初至波的自动拾取取得了较好的效果。
利用基于边界检测的初至波自动拾取技术对胜利西部探区排2井西三维地震资料进行了初至波拾取处理，全区共29束线、64427炮初至拾取用时不到22小时，时效同比提高7-10天。另外还与现有初至波自动拾取技术进行了对比，现有技术初至波拾取准确率只能达到80％，利用新技术拾取准确率能达到99％。见图4。
Claims (4)
1、一种基于边界检测的初至波自动拾取方法，主要是基于边界检测的初至波自动拾取技术，其特征在于首先输入原始地震数据，对地震数据作灰度化处理，然后借助空域微分算子进行地震数据边缘检测，通过对应的模板与图像卷积来完成；最后对边界追踪技术对边缘检测结果进行校正，完成地震数据初至波自动拾取，拾取结果输出；对边界的追踪的步骤为：
a、定作为起点的边缘点，
b、按照合适的算法和搜索机理，在发现边界点的基础上确定新的边界点，
c、搜索整幅图，确定出边界。
2、根据权利要求1所述的一种基于边界检测的初至波自动拾取方法，其特征在于作为起点的边缘点一般采用手工选定的方法。
3、根据权利要求1所述的一种基于边界检测的初至波自动拾取方法，其特征在于边界追踪主要利用发现利用跟踪“虫”(bug)进行追踪。
4、根据权利要求3所述的一种基于边界检测的初至波自动拾取方法，其特征在于跟踪“虫”的原理是：跟踪“虫”是一个长方形的平均窗口模板，其中各元素一般具有相同的值，模板的后部以当前像素为中心，其轴沿当前搜索方向，在每个搜索位置都计算模板下所有像素的平均梯度，然后选模板前部具有最大平均值的位置作为下一个边界位置。
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