CN107315196A - 基于中值滤波的改进的vsp波场分离方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于中值滤波的改进的VSP波场分离方法和装置。该方法包括：基于VSP资料识别待分离的波场信息，所述待分离的波场信息包括每个地震道中待分离的点的位置；在每一地震道中，将该地震道中待分离的点作为用于一维中值滤波的初始时窗的中心点，对该地震道进行一维中值滤波，以分离出所述待分离的波场信息。应用本发明，不需要在分离前进行诸如拉平同相轴的预处理以及相应地分离后的逆向恢复步骤，大大简化了波场分离的复杂度，还能避免因为该预处理和逆向恢复步骤而引入不必要的误差。

Description

基于中值滤波的改进的VSP波场分离方法和装置
技术领域
本发明涉及地震资料处理领域，更具体地，涉及一种基于中值滤波的改进的VSP波场分离方法和一种基于中值滤波的改进的VSP波场分离装置。
背景技术
波场分离是VSP资料处理中非常重要的环节。精确的波场分离是VSP资料处理的基础。VSP资料中包含了各种波场信息，而且特定的波场信息往往具有特定的地质意义，所以精细的波场分离能够为后续的各向异性参数提取、速度建模以及偏移成像等提供支持和帮助，并改善最终的结果。
对于VSP资料道集中的上行波、下行波以及转换波等波场信息的精确分离，有利于获得更好的地下介质属性信息，为接下来获取良好偏移成像剖面提供好的前提条件，也有助于井地联合解释以及反演、进而有助于提高地震资料的分辨率。根据现有技术，可以采用中值滤波来实现波场分离。现有技术中，需要首先对资料中的待分离波场进行预处理(诸如同相轴拉平处理)，然后应用中值滤波分离出相应波场，最后进行相对于预处理的逆向处理(诸如同相轴反拉处理)以恢复得到分离后的道集，其处理步骤较为复杂，难以令人满意。
发明内容
本发明公开了一种能大大简化波场分离复杂度的方法，本发明还公开了相应的装置。
根据本发明的一方面，公开了一种基于中值滤波的改进的VSP波场分离方法，该方法包括：基于VSP资料识别待分离的波场信息，所述待分离的波场信息包括每个地震道中待分离的点的位置；在每一地震道中，将该地震道中待分离的点作为用于一维中值滤波的初始时窗的中心点，对该地震道进行一维中值滤波，以分离出所述待分离的波场信息。
根据本发明的另一方面，公开了一种基于中值滤波的改进的VSP波场分离装置，该装置包括：波长信息识别单元，用于基于VSP资料识别待分离的波场信息，所述待分离的波场信息包括每个地震道中待分离的点的位置；中值滤波单元，用于将该地震道中待分离的点作为用于一维中值滤波的初始时窗的中心点、对该地震道进行一维中值滤波，以分离出所述待分离的波场信息。
本发明的各方面通过直接以需分离的波场信息为中心进行中值滤波以实现波场分离，不需要在分离前进行诸如拉平同相轴的预处理以及相应地分离后的逆向恢复步骤，大大简化了波场分离的复杂度，还能避免因为该预处理和逆向恢复步骤而引入不必要的误差。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了一维中值滤波的原理图。
图2示出了用于二维中值滤波的不同时窗的示意图。
图3示出了二维中值滤波的原理图。
图4示出了根据本发明的一个实施例的基于中值滤波的改进的VSP波场分离方法的流程图。
图5示出了一地震剖面图。
图6示出了根据本发明在图5所示的地震剖面图上设置的初始时窗。
图7示出了应用本发明从图5所示的地震剖面图上分离出同相轴后剩余的波场信息。
图8示出了应用本发明从图5所示的地震剖面图上分离出同相轴后剩余的波场信息。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
此处，先对中值滤波的原理进行简单介绍。
众所周知，中值滤波是基于排序统计理论的一种非线性信号处理技术，中值滤波能够抑制和消除噪声。中值滤波的基本原理是把数字图像或数字序列中一点的值用该点的一个邻域中各点值的中值代替，让周围的数值相互间比较接近，从而消除孤立的噪声点，进而达到平滑处理的目的。中值滤波可包括一维处理和二维处理。
在一维数值序列中，可以设置以某一点为中心的一维窗口，然后将窗口中的奇数个点的数值按照大小排序，用排序后处于中间位置的数值取代窗口中中心位置处的数值，如图1所示。然后下移窗口，再次执行上述操作，直至到达整个数值序列的尾部。以上即为一维中值滤波。可以看出，窗口是滑动的，滤波起始时所确定的窗口也可称为初始窗口。
二维中值滤波通常需要在二维数值序列中设置二维滑动窗口，此窗口可以为方形、十字形或圆形等，如图2所示。可将窗口内各点的数值按照大小排序，生成单调上升(或下降)的数值序列，并以排序后处于中间的数值取代中心点的数值，如图3所示，直至遍历该二维数值序列。
实施例1
图4示出了根据本发明的一个实施例的基于中值滤波的改进的VSP波场分离方法的流程图。在本实施例中，该方法包括：
步骤401，基于VSP资料识别待分离的波场信息，所述待分离的波场信息包括每个地震道中待分离的点的位置；
步骤402，在每一地震道中，将该地震道中待分离的点作为用于一维中值滤波的初始时窗的中心点，对该地震道进行一维中值滤波，以分离出所述待分离的波场信息。
本实施例中，直接以需分离的波场信息为中心来确定一维中值滤波的初始时窗，不需要在分离前进行诸如拉平同相轴的预处理以及相应地分离后的逆向恢复步骤，大大简化了波场分离的复杂度，还能避免因为该预处理和逆向恢复步骤而引入不必要的误差。
在本实施例的一个示例中，所述待分离的波场信息可以包括同相轴。
在本实施例的一个示例中，所述时窗的长度可以在7至13的范围内。发明人经过大量研究发现，将时窗长度设置在7至13的范围内，有利于实现更为准确的波场分离。
实施例2
在本实施例中，公开了一种基于中值滤波的改进的VSP波场分离装置，该装置包括：波长信息识别单元，用于基于VSP资料识别待分离的波场信息，所述待分离的波场信息包括每个地震道中待分离的点的位置；中值滤波单元，用于将该地震道中待分离的点作为用于一维中值滤波的初始时窗的中心点、对该地震道进行一维中值滤波，以分离出所述待分离的波场信息。
在本实施例的一个示例中，所述待分离的波场信息可以包括同相轴。
在本实施例的一个示例中，所述时窗的长度可以在7至13的范围内。
应用示例
为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。
图5示出了一地震剖面图。图中可清晰看出识别出的同相轴。本领域技术人员可以根据任意适用的技术手段识别待分离的波场信息。
图6示出了根据本发明在图5所示的地震剖面图上设置的时窗。
图7示出了应用本发明从图5所示的地震剖面图上分离出同相轴后剩余的波场信息。从图7中可以看出，识别出的同相轴已被有效分离。
图8在图7的基础上用粗线框框出了更多区域，可以看出，除识别出的同相轴外，与其平行的同相轴也被消除了，即本发明保留了传统中值滤波中能够消除一类(而非仅一个)同相轴的功能，达到了期望的波场分离效果。
本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。
这里参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (6)

1.一种基于中值滤波的改进的VSP波场分离方法，该方法包括：
基于VSP资料识别待分离的波场信息，所述待分离的波场信息包括每个地震道中待分离的点的位置；
在每一地震道中，将该地震道中待分离的点作为用于一维中值滤波的初始时窗的中心点，对该地震道进行一维中值滤波，以分离出所述待分离的波场信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述待分离的波场信息包括同相轴。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述时窗的长度在7至13的范围内。
4.一种基于中值滤波的改进的VSP波场分离装置，该装置包括：
波长信息识别单元，用于基于VSP资料识别待分离的波场信息，所述待分离的波场信息包括每个地震道中待分离的点的位置；
中值滤波单元，用于将该地震道中待分离的点作为用于一维中值滤波的初始时窗的中心点、对该地震道进行一维中值滤波，以分离出所述待分离的波场信息。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述待分离的波场信息包括同相轴。
6.根据权利要求4所述的装置，其中，所述时窗的长度在7至13的范围内。
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