CN105005073A - 基于局部相似度和评价反馈的时变子波提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于局部相似度和评价反馈的时变子波提取方法，属于地震勘探信号处理领域，其特征在于：通过时频域谱模拟方法逐点提取时变子波振幅谱，采用基于高阶累积量的双谱法预估计子波相位并确定相位搜索范围，结合基于局部相似度的相位寻优方法改善估计相位的精度，从而得到高精度的时变地震子波。为了量化验证子波提取准确性，本发明利用提取的子波对地震记录进行反褶积处理，并结合评价准则对反褶积结果评价，从而间接评价子波提取准确性。同时，针对地震记录信噪比低的情况，本发明将Parsimony准则结合奇异值分解技术，构造了一种抗噪声能力较强的评价准则SVD_P准则，最终形成一整套时变子波提取及其准确性评价方法。在优化算法的基础上对合成的非平稳地震记录及实际资料处理，验证了本发明的可行性和优越性。

Description

基于局部相似度和评价反馈的时变子波提取方法

技术领域：

本发明属于地震勘探信号处理领域。

背景技术：

地震数据处理的研究目的主要围绕三高进行，即高信噪比、高分辨率、高保真度。地震数据的基本处理技术包括反褶积、叠加和偏移。叠加技术是通过压制噪声来提高地震资料的信噪比，而采用偏移成像技术提高空间分辨率和保真度则是通过界面的空间归位以及波场特性的恢复来实现的，目前主要采用反褶积技术通过压缩子波的方式来分离地震子波与反射系数以提高时间分辨率。随着研究者们对随机信号处理技术不断发展完善，石油勘探数据处理技术也朝着更加精准高效的方向发展。例如，子波的准确性在复杂地表地震勘探技术及储层预测技术中都占有极其重要的地位。然而，基本上所有新技术的目的是一样的，是尝试改进信噪比和分辨率。对地震数据的进一步处理以及最后对地震数据解释的准确性是建立在地震子波恢复的准确性的基础上的，对地震子波的研究是提高分辨率和信噪比的基础和重要内容。

地震子波提取是地震反演和地震解释的基础，子波提取不准会严重影响后续处理结果。传统的子波提取方法一般基于地震子波时不变的假设，然而地震子波在传播过程中受到地层吸收作用的影响，会造成高频成分的缺失和相位特征的畸变，严格意义上地震子波是时变的，地震记录当属非平稳信号。因此非平稳地震记录中时变子波提取方法的研究将更加真实地反映地震子波的传播特性，对高分辨率地震资料处理具有重要意义。

针对非平稳地震记录中的时变子波提取，冯晅等人提出了利用地震和测井资料精确提取井旁地震子波的分时窗提取地震子波方法，由于人为地选取时窗个数，不能根据地震记录的平稳特性进行恰当分段。此外，彭才等提出了基于动态褶积模型的子波估计方法，胡启宇和Liang等使用同态理论和高阶统计量估算时变和空变地震子波，高静怀等基于反射地震记录变子波模型提取地震子波进而提高地震记录分辨率。上述方法大多基于分段平稳化的假设，即将非平稳地震记录划分时窗后，每段视为近似平稳地震记录提取子波，但是该方法不能很好的反映相邻层段之间子波的变化，且受分段长度的影响，其结果必然存在一定的误差。

针对非平稳地震记录中子波提取准确性的判别，无论是从子波波形、能量或是子波自身的属性研究，都难以直接对其评价准确性。将未验证的子波用于后续的反褶积处理、波阻抗反演中，有可能造成误差的放大和假象的产生，严重影响油气资源勘探的准确性。为了更准确地提取子波，寻找更为有效的评价方法对地震勘探工作来说是至关重要的。同时，由于地震资料中不可避免的存在噪声，寻找对低信噪比环境下依然有效的评价准则对子波提取准确性的判别十分关键，因此对地震子波提取结果准确性的评价方法流程及抗噪能力较强的评价准则的研究对提高地震资料的精度具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于局部相似度和评价反馈的时频域时变子波提取方法，其中包括构造非平稳地震记录模型；逐点提取时变子波相位谱并拟合时变子波；提出一种子波提取准确性评价方法以及抗噪声能力较强的评价准则SVD_P准则。

本发明的特征之一在于建立了一种非平稳地震记录的仿真模型，该模型中地震子波振幅以及相位均为随时间变化的，可充分体现出地震记录的非平稳特性。

非平稳地震记录的构造包括振幅衰减和相位畸变两方面，为体现出合成地震记录中子波相位的时变性，通过常相位旋转的方式使原始子波相位随时间在[0，2π/3]内线性变化；同时通过Q值衰减的方式描述地层对地震波能量的吸收衰减作用，

s(t)＝w(f)α_Q(u,f)r(u)exp[2πif(t-u)]dfdu   (1)

式中，s(t)表示地震记录；w(f)为地震子波；r(u)为反射系数序列；Q为大地滤波因数；α_Q(u,f)为衰减因子，可以表示为，

α_Q(u,f)＝exp(-πfu/Q)   (2)

至此，完成对子波振幅及相位时变的非平稳地震记录的构造，为非平稳地震记录中时变子波提取提供仿真模型。

本发明的特征之二在于提取一种时频域时变子波提取方法，该方法首先采用改进的广义S变换将非平稳地震记录变换到时频域，在时频域采用谱模拟方法逐点提取时变子波振幅谱；采用基于高阶累积量的双谱法预估计子波相位并确定相位变化范围，结合基于局部相似度的方法逐点拾取子波相位，从而拟合高精度的时变地震子波。

常用的子波振幅提取方法是在反射系数是白噪序列的假设条件下，通过地震记录的自相关得到子波振幅谱。然而实际的反射系数序列不一定符合白噪假设，且自相关法不能用于时频域提取每一时刻的子波振幅谱。目前谱模拟方法一般用于反褶积处理中，是一种比较有效且鲁棒性较强的子波振幅谱模拟方法。本发明首先采用改进的广义S变换将非平稳地震记录变换到时频域，在频率域点谱上采用谱模拟法获取每个时刻的子波振幅谱，进而完成对非平稳地震记录中时变子波振幅谱的提取。

谱模拟假设地震子波的振幅谱是平滑的，并且假设子波振幅谱是类似于雷克子波谱的单峰光滑曲线，对其在频率域进行数学建模，数学表达式如下：

$W\left(f\right)={\left|f\right|}^k\exp \left(\underset{n=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{a}_n{f}^n\right)---\left(3\right)$

其中，k是一个常数，N为阶数，a_n是关于f的多项式系数，一般0＜k＜3,2＜N＜7。采用最小二乘拟合的方法从地震记录中得到子波的频谱。该方法摒弃了反射系数是白噪的限制，能够准确地模拟出地震子波的振幅谱，真实反映子波的时变性，从而保证较为精确地提取出相邻层段的子波。

高阶谱矩阵方程法子波相位校正计算简便，但受数据长度影响较大，不能够准确提取时变相位；基于局部相似度的提取方法能够遍历所有相位从而拾取最佳相位，但该方法易受噪声影响且计算量过大。为克服二者单独使用的缺陷，本发明首先采用基于高阶累积量的双谱法预估计子波相位，并确定搜索范围，进而采用基于局部相似度的方法逐点拾取子波相位谱，从而实现时变子波相位谱的精确提取。

高阶统计量包含信号的完整信息(尤其是相位)，通过地震记录的双谱可以重构出子波的混合相位。在相位提取过程中可以采用该方法针对子波相位进行预估计，以减少相位扫描方法的寻优范围，从而提高寻优效率。相位重构算法主要有：Brilliger算法、Lii-Rosenblatt算法和Matsuora-Ulrych算法等，其中Brilliger算法受初始值准确度的影响较大，Lii-Rosenblatt算法仅用到了双谱值的部分数据。Matsuora-Ulrych算法能利用所有双谱值，误差较小且运算简单，故本发明选用此算法预估计子波相位。

设x(t)为零均值的非平稳随机过程，其三阶累积量为，

c_3x(τ₁,τ₂)＝E[x(t)x(t+τ₁),x(t+τ₂)]   (4)

通过傅里叶变换得到x(t)的三阶谱，即双谱，记为B_x(ω₁,ω₂)。则该双谱的振幅谱和相位谱为，

|B_x(ω₁,ω₂)|＝|X(ω₁)||X(ω₂)||X(ω₁+ω₂)|   (5)

ψ(ω₁,ω₂)＝φ(ω₁)+φ(ω₂)-φ(ω₁+ω₂)   (6)

这里φ(ω)和|X(ω)|分别为x(k)的相位谱和振幅谱。

根据褶积模型，地震反射记录x(t)可表示为，

x(t)＝r(t)*w(t)   (7)

其中r(t)为反射系数，w(t)为地震子波。根据双谱的性质有，

B_x(ω₁,ω₂)＝B_r(ω₁,ω₂)B_w(ω₁,ω₂)   (8)

设反射系数r(t)为高斯白噪序列，则B_r(ω₁,ω₂)＝σ²，σ为方差。因此，地震子波的双谱与地震记录的双谱只差一个比例系数，可由地震记录的双谱确定子波的频谱。若地震子波的频谱记为，

这里和|W(ω)|分别为w(t)的相位谱和振幅谱。由(6)式可知，

对地震记录均采用Matsuora-Ulrych相位重构算法计算，即可从地震记录的双谱中初步重构出子波的混合相位，并确定相位扫描范围。

姚逢昌提出在有测井资料可用的情况下，可采用相似系数准则判别最优相位，如两个时间序列a_i(t)和b_i(t)的相似系数定义为：

$c[a,b]=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{a}_i\left(t\right)b_i\left(t\right)}{\sqrt{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{a_i}^2\left(t\right)\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{b_i}^2\left(t\right)}}---\left(11\right)$

式中：a(t)和b(t)分别为测试道和标准道，c[a,b]为井旁的第i个测试道与标准道的相关系数。地震道经过相位旋转后与标准道的相似度达到最大时对应的旋转角度为所求的相位角。标准道一般利用测井资料合成地震记录得到。当缺少测井资料时，可以选择地震道的包络作为标准道。

本发明采用局部地震属性的思想，将式(11)中的相似系数改为随时间变化的函数，从而描述信号相似度的局部变化。式(11)可以看作两个最小二乘反演问题解的乘积，即

c²＝c₁c₂   (12)

c₁＝(a^Ta)^-1(a^Tb)   (13)

c₂＝(b^Tb)^-1(b^Ta)   (14)

式中：a和b分别是信号a(t)和b(t)的向量表示；x^Ty表示向量x与y的点乘。由向量a、b的元素分别构造对角矩阵A、B，对方程局部化后相当于对反演加入正则化条件，标量c₁和c₂变为向量c₁和c₂，利用整型正则化，式(13)、式(14)表示成，

c₁＝[λ²I+S(A^TA-λ²I)]^-1SA^Tb   (15)

c₂＝[λ²I+S(B^TB-λ²I)]^-1SB^Tb   (16)

式中：S为平滑算子；向量c₁和c₂各元素对应相乘后得到随时间变化的局部相似度c。

通过计算局部地震记录包络与相移道的相似度，拾取评价结果达到最值时的相位作为该时刻的最优相位，进而结合提取的子波振幅谱实现对时变地震子波的逐点拟合。

本发明的特征之三在于提出一种地震子波提取准确性的评价方法流程。

针对非平稳地震记录中子波提取准确性的判别，目前并无成熟有效的评价方法。若直接对子波提取结果进行评价，无论是从波形、能量或是地震子波自身的属性研究，都不能对子波提取精度有精确的评估。由于反褶积是检验提取子波准确性的重要工具因此，因此可结合评价准则对反褶积结果评价，进而间接评价子波提取的准确性，具体方法如下：首先，利用子波提取方法对非平稳地震记录提取子波。其次，利用提取的子波对地震记录反褶积处理得到反射系数序列。最后，结合评价准则对反射系数序列评价，进而量化评价所提取子波的准确性。

本发明的特征之四在于结合奇异值分解技术以及Parsimony准则，构造一种低信噪比条件下较为有效的评价准则SVD_P准则。

此外，考虑地震记录中难免存在一定程度的噪声，因此，抗噪声能力较强的评价准则的构建极为重要。目前主要评价准则有：Parsimony准则、丰度准则、绝对峰度准则、相似系数准则和基于互信息率的判别准则。但此类评价准则对改变其信号时域特性的噪声较敏感，在噪声污染的信号中应用此类准则进行子波提取准确性评价效果不佳。为解决这个问题，本发明结合奇异值分解技术和Parsimony准则，构造一种抗噪能力较强的SVD_P准则，仿真实验和实际地震资料处理验证了该方法的有效性与可靠性。

SVD滤波是利用地震记录相关性，优化提取信息达到波场分离与去噪目的。将特征值或奇异值作为正交基，通过矩阵分解与变换将其转换到新的坐标，利用信号能量与噪声的可分性，将较大奇异值成分重构即可实现对随机噪音的消除以增强相干能量。

设地震记录为x，采样点数为N，x＝[x₁,x₂,x₃,…,x_n]，由此构成的分解矩阵D_m可表示为：

$D_m={\left(\begin{array}{cccc}{x}_1& x_2& ...& x_n\\ x_{1\×\mathrm{\τ}+1}& x_{1\×\mathrm{\τ}+2}& ...& x_{1\×\mathrm{\τ}+n}\\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ x_{(m-1)\×\mathrm{\τ}+1}& x_{(m-1)\×\mathrm{\τ}+2}& ...& x_{(m-1)\×\mathrm{\τ}+n}\end{array}\right)}_{m\∝n}---\left(17\right)$

式中m为矩阵重构的维数，τ为时间延迟量，n为每维记录个数。各变量之间的关系可由(m-1)×τ+n＝N确定。时间延迟量的计算采用单道微地震记录自相关法归一化方法求取可表示为，

$r_l=\underset{p=0}{\overset{N-l}{\mathrm{\Σ}}}{x}_p{x}_{p+1},l=\mathrm{0,1,2},...,N-1$    (18)

${r_l}^{\′}=\frac{r_l}{r_{\max }},l=\mathrm{0,1,2},...,N-1$

其中，l为单边自相关序列元素的序号，最大值与采样点数相等；p代表单道微地震记录元素的序号，最大值与采样点数相等；r_l为单道微地震记录的单边自相关序列；r_l'为归一化的单边自相关序列，时间延迟量τ为使r_l'＜0.5时的最小l值。

对分解矩阵D_m进行奇异值分解，其奇异值由两部分组成，

S_DM＝S_D+S_V   (19)

式中，S_DM是分解矩阵D_m对应的奇异值；S_D为有效信号对应的奇异值；S_V为随机干扰对应的奇异值。

采取保留地震信号对应的奇异值且其他奇异值置零的方式对矩阵进行重构，反变换便可以得到去除随机噪声后的单道地震记录，将评价准则结合该方法可构造有效去除随机噪声的评价准则。课题组前期对非平稳地震记录中子波提取准确性评价方法进行研究，并指出Parsimony准则、丰度准则和绝对峰度准则对噪声环境的承受能力最强。因此本发明选用Parsimony准则结合奇异值分解技术，构造一种抗噪容噪能力强的时变子波提取准确性评价准则。

王有新指出，Parsimony的意思是“节约”或“吝啬”，表示地震记录经过该准则的处理后可以使结构更简单，

$P\left(x\right)=\ln \left(\underset{i}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\left|{x_i}^n\right|\right)-\frac{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\left(\right|{x_i}^n|\·\ln |{x_i}^n\left|\right)}{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\left(\right|{x_i}^n\left|\right)}---\left(20\right)$

其中，x_i为反褶积结果，而且满足n＞2。

构造新的评价准则称之为SVD_P准则，公式如下：

$\mathrm{SVD}\_P\left(x\right)=\ln \left(\underset{i}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\right|{x_{\mathrm{svdi}}}^n\left|\right)-\frac{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\left(\right|{x_{\mathrm{svdi}}}^n|\·\ln |{x_{\mathrm{svdi}}}^n\left|\right)}{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\left(\right|{x_{\mathrm{svdi}}}^n\left|\right)}---\left(21\right)$

x_svd＝svd(x)

式中：x_svd表示对原始地震记录做奇异值分解并重构去除随机噪声后的反褶积结果，而且满足n＞2。当只有一个尖脉冲时，SVD_P(x)＝0。由于该准则采用了x_i的对数的形式，因此可以使强反射和弱反射都能够对结果产生一定的影响。

综上所述，为了突破对地震记录分段平稳化的假设，本发明提出一种基于局部相似度和评价反馈的时频域时变子波提取方法，方法流程如下：采用改进的广义S变换将地震记录变换到时频域，在时频域采用谱模拟方法逐点提取时变子波振幅谱；采用基于高阶累积量的双谱法预估计子波相位并确定相位变化范围，结合基于局部相似度的方法逐点拾取子波相位，从而拟合高精度的时变地震子波。此外，为量化地验证所提方法的有效性及准确性，本发明采用如下子波提取准确性评价方法验证：对非平稳地震记录提取时变子波，通过反演得到反射系数序列，并结合评价准则对反射系数序列进行评价，进而量化评价子波提取准确性。同时，针对地震记录信噪比低的情况，本发明将Parsimony准则结合奇异值分解技术，构造了一种抗噪声能力较强的评价准则SVD_P准则，最终形成一整套时变子波提取及其准确性评价方法。

实验仿真说明

图1(a)为本发明选用的原始混合相位子波模型，图1(b)为原始子波的相位，子波的Z域零极点分布如图1(c)所示，其中“○”代表零点，“×”代表极点。图2(a)为本发明选用的反射系数序列，满足独立同分布(IID)及Bernoulli-Gaussian分布，采样间隔为1ms，长度为1000ms，图2(b)为子波相位时变的地震记录，图2(c)为子波振幅及相位时变的非平稳地震记录，图中曲线表示希尔伯特变换求出的振幅包络，“*”表示包络峰值。

采用时频域谱模拟法进行时变子波振幅谱提取，首先通过改进的广义S变换将图2(c)中非平稳地震记录变换到时频域，在时频谱的点谱上进行谱模拟处理，并在频率域采用谱模拟法获取每个时刻的子波振幅谱。图3分别为1ms、220ms、230ms、1000ms时的理论子波的振幅谱、地震记录的振幅谱以及谱模拟得到的子波振幅谱对比图。由图3可知：在各个时刻，时频域谱模拟得到的子波振幅谱与理论值比较吻合，随着时间的增加，拟合出的子波振幅谱主频逐渐减少，能够反应出子波在传播过程中的动态衰减特性，说明了子波振幅谱提取的正确性。

对非平稳地震记录逐点提取时变子波振幅谱后，通过基于高阶累积量的双谱法初步估计图2(c)非平稳地震记录子波的相位谱，并确定搜索范围，进而采用基于局部相似度的方法逐点拾取子波相位谱，最后实现时变子波相位谱的重构。子波相位谱重构结果如图4所示。由图4可以看出，提取的相位谱是随时间变化的，结果能够反映出子波相位随时间变化的趋势。为了更好地对比提取的时变子波相位谱与理论子波相位谱，本发明绘制每个时刻的理论子波的相位谱、估计子波相位谱与理论子波相位谱之差，分别如图5(a)、5(b)所示。对比图4和图5，时变子波相位谱提取结果与理论子波相位谱二者在整个时间段内基本吻合，且提取子波相位谱与理论子波相位谱之差较小，从而验证了本发明时变子波相位拟合方法的有效性。

提取子波的振幅和相位之后，将提取的振幅谱与拾取的相位谱逐点匹配以拟合时变子波。图2(c)中非平稳地震记录的拟合时变子波如图6所示，理论子波、估计子波与理论子波之差，分别如图7(a)、7(b)所示。为了方便对比提取的子波与理论子波波形，绘制1ms、220ms、230ms、1000ms时的理论子波与提取的子波时域波形对比图，如图8所示。

由图6、图7、图8可知：(1)子波估计结果与理论子波基本一致，并能分辨出相近时刻(220ms和230ms)的地震子波；(2)随着时间的增加，地震记录非平稳性越来越明显，估计得到的子波振幅衰减、相位改变，但均与理论子波变化一致，证实了本发明所提出的时变子波提取方法的正确性。

为验证所提方法的优越性，通过自适应分段的时变子波提取结果进行对比，并利用评价准则对这两种方法所得子波的反演结果评价，进而量化地评价子波提取的准确性。

采用自适应分子分解法对非平稳地震记录分段，每段地震记录通过谱模拟法得到每段子波振幅，采用基于高阶累积量的双谱法重构每段子波相位，进而拟合每段地震子波。分段子波提取结果如图9所示。

由图9可知，(1)采用自适应分段法提取的子波振幅呈现出逐渐衰减特性，同时反映出子波发生了相位畸变，体现出地震记录的非平稳特性，大体上可以判断该方法的有效性；(2)由于该方法采用分段法提取子波振幅及相位，相较于本发明所提方法，不能够逐点反映时变子波振幅及相位变化，准确性有待提高。

利用上述两种方法估计的子波分别对非平稳地震记录做反褶积处理，对反射系数序列量化评价，间接评价子波提取准确性。为减少截断误差对反演的影响，我们选择谱除法在频域进行反褶积处理，并将频域结果映射到时域进行比较。

自适应分段处理方法提取分段子波后，对每段地震记录分别做反褶积；本发明方法在时频域提取子波后逐点谱除得到反褶积结果，如图10所示。图10(a)为原始反射系数序列；图10(b)为分段后反褶积结果；图10(c)为分段后反褶积结果误差；图10(d)为时频域反褶积结果；图10(e)为时频域反褶积结果误差。

由图10可知：(1)从自适应分段反褶积结果中可以分辨大部分层位，由于受到噪音的干扰，部分薄层及反射系数较小的层位难以准确辨识；(2)采用本发明提出的方法得到的反褶积结果中噪音较弱，且层位较清晰，更接近真实反射系数；(3)对比反褶积结果与真实反射系数的差，两种方法所得的差都辨认不到有效信号，只有杂乱的噪音，说明根据这两种方法估计得到的子波都能反演出较准确的反射系数。

为了量化表示本发明方法提取子波结果的准确性，应用SVD_P评价准则对图10中反褶积结果评价，即可根据最小值确定出准确的反射系数序列，从而确定出子波提取的准确性。

附图说明

图1、(a)原始地震子波；(b)原始子波相位谱；(c)地震子波Z域零极点分布图

图2、(a)原始反射系数序列；(b)子波相位时变的地震记录；(c)子波相位及振幅时变的非平稳地震记录

图3、1ms(a)、220ms(b)、230ms(c)、1000ms(d)时刻时频谱对比图

图4、提取的子波相位谱

图5、理论子波相位谱(a)及与估计子波相位谱之差(b)

图6、拟合的地震子波

图7、理论子波(a)及与估计子波误差(b)

图8、1ms(a)、220ms(b)、230ms(c)、1000ms(d)时刻子波时域波形图

图9、自适应分子分解分段法提取每段子波

图10、(a)原始反射系数序列；(b)分段反褶积结果；(c)分段反褶积结果误差；(d)本发明方法反褶积结果；(e)本发明方法反褶积结果误差

图11、基于局部相似度和评价反馈的时变子波提取方法及其准确性验证实施流程

具体实施方式

本发明提出一种基于局部相似度和评价反馈的时变子波提取方法，该方法的特点是：通过时频域谱模拟方法逐点提取时变子波振幅谱，采用基于高阶累积量的双谱法预估计子波相位并确定相位搜索范围，结合基于局部相似度的相位寻优方法改善估计相位的精度，从而得到高精度的时变地震子波。为了量化验证子波提取准确性，本发明利用提取的子波对地震记录进行反褶积处理，并结合评价准则对反褶积结果评价，从而间接评价子波提取准确性。本发明的实施流程如图11所示。

本发明按照以下步骤实施：

1.针对地震记录的非平稳特性研究，采用改进的广义S变换方法将地震记录变换到时频域。

2.在时频域采用谱模拟方法逐点提取时变子波振幅谱。

3.采用基于高阶累积量的双谱法对非平稳地震记录预估计子波相位，并确定相位扫描范围。

4.结合基于局部相似度的相位寻优方法逐点拾取时变子波相位。

5.将拾取的相位与提取的振幅逐点拟合得到时变地震子波。

6.利用提取的子波对地震记录做反褶积处理，利用评价准则对反褶积结果评价，从而量化评价子波提取的准确性。

Claims (4)

1.基于局部相似度和评价反馈的时变子波提取方法，其特征之一在于该方法打破了对地震记录分段平稳化的假设，构造了一种子波振幅及相位改变的非平稳地震记录，首先利用改进的广义S变换将非平稳地震记录变化到时频域，采用谱模拟方法逐点提取时变子波振幅谱；采用基于高阶累积量的双谱法预估计子波相位并确定相位搜索范围，结合基于局部相似度的相位寻优方法改善估计相位的精度，从而得到高精度的时变地震子波。

2.基于局部相似度和评价反馈的时变子波提取方法，其特征之二在于该方法依次含有以下步骤：

步骤(1)针对地震记录的非平稳特性研究，采用改进的广义S变换方法将地震记录变换到时频域。

步骤(2)在时频域采用谱模拟方法逐点提取时变子波振幅谱。

步骤(3)采用基于高阶累积量的双谱法对非平稳地震记录预估计子波相位，并确定相位扫描范围。

步骤(4)结合基于局部相似度的相位寻优方法逐点拾取时变子波相位。

步骤(5)将拾取的相位与提取的振幅逐点拟合得到时变地震子波。

步骤(6)利用提取的子波对地震记录做反褶积处理，利用评价准则对反褶积结果评价，从而量化评价子波提取的准确性。

3.本发明的特征之三在于提出一种地震子波提取准确性的评价方法流程，其含有以下步骤：

步骤(1)利用子波提取方法对地震记录提取子波。

步骤(2)利用提取的子波对地震记录反褶积处理得到反射系数序列。

步骤(3)结合评价准则对反射系数序列评价，进而量化评价所提取子波的准确性。

4.本发明的特征之四在于结合奇异值分解技术以及Parsimony准则，构造一种低信噪比条件下较为有效的评价准则SVD_P准则。