CN105487119B - 一种时间域扇形滤波器及其应用 - Google Patents
一种时间域扇形滤波器及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
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，则若c·m＝n≠0，则若m＝n＝0，则若m＝0，n≠0，则
Description
技术领域
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褶积算子。
背景技术
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)-K(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
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。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种时间域扇形滤波器，其时间频率范围为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
若c·m＝n≠0，则
若m＝n＝0，则
若m＝0，n≠0，则
一种利用所述时间域扇形滤波器实现的滤波方法，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。
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
图1实际地震资料
图2图1的去噪效果
图3-1二维滤波器模块结构图，偶数道输入
图3-2二维滤波器模块结构图，奇数道输入
图4时间域滤波器应用流程图
图5有效信号与干扰噪音的频波谱
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
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，但是这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，可以在整数道位置输出。
设扇形滤波器的视速度范围为-V～V，频率范围为f1～f2，期望输出为
Y(f，k)＝0， k∈其他 (1)
f为时间频率，k为空间波数。
假设m道输入，每道n个样点，采样间隔为Δt，道间距为Δx，则(1)式的F-K逆变换为
设c为整数，即速度用每道跨越的样点个数表示，则(2)变为
若m≠n≠0，则
若c·m＝n≠0，则
若m＝n＝0，则
若m＝0，n≠0，则
其中m为空间采样点数，n为时间采样点数。f1为起始时间频率，f2为截止时间频率，且f1＜f2。
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。
如图4所示，使用本滤波器的方法如下：
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；
然后选择合适二维滤波算子维度(例如17道×21样点)，利用(4)～(7)式计算时间二维滤波器。
最后，利用褶积算子(滤波算子是褶积算子的输入)将构建的二维滤波器应用到第一步骤产生的数据上。
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×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×奇数个空间采样点。
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f1和终止频率f2，可避免规则干扰折叠区域。
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可以看出相干噪音得到明显压制。
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。
Claims (2)
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f为时间频率，k为空间波数，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，T为时间轴，X为空间轴，采样间隔为Δt，c为整数，
若m≠n≠0，则
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2.一种利用权利要求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。
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