基于阈值多级中值滤波的可控震源地震数据检测方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于阈值多级中值滤波的可控震源地震数据检测方法，首先依据可控震源原始非相关地震数据的数理统计特征，定义强脉冲噪声阈值；然后引入多级中值滤波处理过程，原始非相关可控震源数据经多级中值滤波后，脉冲噪声得到了很好压制，在此基础上采用互相关检测方法，最终完成对可控震源地震数据的有效检测。在不增加施工成本的情况下，为城区附近进行的可控震源地震勘探提供了高信噪比的数据检测方法，对各类人文噪声和随机噪声压制效果明显。不仅适于常规可控震源地震数据监测，特别在脉冲噪声干扰严重的条件下对可控震源地震数据更为有效。还可应用于城区附近具有较强背景噪声，包括各类交通噪声，电噪声的地震勘探条件。
【专利说明】基于阔值多级中值滤波的可控震源地震数据检测方法

【技术领域】：
[0001] 本发明涉及一种地震探勘数据预处理的方法。尤其适用于脉冲噪声条件下的可控 震源原始非相关地震数据的有效检测。

【背景技术】：
[0002] 脉冲噪声是指持续时间较短的噪声，地震数据中包含的脉冲噪声主要由可控震 源系统内部、背景中的电磁脉冲噪声W及周围环境的震动噪声组成。按照脉冲噪声与有效 信号强度的差异，可将其分为强、中、弱脉冲噪声。脉冲噪声在野外地震勘探数据采集过程 中普遍存在。
[0003] 当前，传统的可控震源数据采用互相关检测技术。当采集过程中出现强、中脉冲噪 声时，会在相当长的时窗内造成噪声水平提升，严重影响了数据采集质量和后续数据处理 结果及解释。
[0004] CN102879825公开了一种《可控震源地震数据强脉冲噪声检测及压制方法》，该专 利采用阔值滤波方法抑制强脉冲噪声，但该方法在压制强脉冲噪声的同时也引入了高频干 扰，同时该方法不能压制低于阔值的中等强度脉冲噪声。
[0005] 可控震源由于瞬时激发能量弱，极易受周围环境噪声影响，而城区附近高压电信 号，工频干扰信号，摩巧车、汽车、火车等交通噪声信号，W及其他与人们生产和生活相关的 各类人文活动干扰，构成了城区环境噪声的主要部分。上述各种噪声都呈现脉冲噪声形式， 而可控震源地震数据检测一直采用的相关检测技术，对于脉冲噪声却不能够有效压制，特 别是遇到与有效信号强度相当或高于有效信号强度的脉冲噪声，相关检测结果中噪声水平 会明显提高，导致有效信号被淹没。因此城区附近进行可控震源地震勘探施工，一直难W得 到好的数据采集质量


【发明内容】
：
[0006] 本发明的目的就在于针对现有技术的不足，提供一种适用于脉冲噪声条件下可控 震源原始非相关地震数据的有效检测方法。
[0007] 本发明的主要思想是：首先依据可控震源原始非相关地震数据的数理统计特征， 定义强脉冲噪声阔值；然后根据阔值对大于阔值的采样点数据置零，此时，阔值滤波后的数 据中包含两类噪声，一是由阔值滤波引入的高频干扰，二是低于阔值的中等强度脉冲噪声。 中值滤波具有降低该两类噪声的能力。但是，中值滤波同时也存在损失信号细节的问题。为 此，本发明引入多级中值滤波处理过程，既可W满足对高频干扰和中等强度脉冲噪声均有 很好的抑制效果，同时能保留更多的信号细节，提高数据的信噪比。原始非相关可控震源数 据经多级中值滤波后，脉冲噪声得到了很好压制，在此基础上采用互相关检测方法，最终完 成对可控震源地震数据的有效检测。
[0008] 本发明的目的是通过W下技术方案实现的：
[0009] 基于阔值多级中值滤波的地震数据检测方法，包括W下步骤：
[0010] a、输入可控震源非相关原始单炮记录S，S = [Si S2…Si…Si]，Si= [X i (1) Xi(2)…Xi(j)…XiG0]T，其中1为总采集道数，i为任意采集道编号，iG [l，l]，k为 每道的采样点数，j为采样点序号，j e [1，k];
[0011] b、取S第i道数据Si，首先令i = 1 ;
[001引 c、根据公苗

【权利要求】
1. 一种基于阈值多级中值滤波的地震数据检测方法，包括以下步骤： a、 输入可控震源非相关原始单炮记录S，S= [S1S2…Si…S1],Si= [Xi(I)Xi (2) …Xi(j)…Xi(k)]T，其中1为总采集道数，i为任意采集道编号，ie[l，l]，k为每道的 采样点数，j为采样点序号，jG[1，k]; b、 取S第i道数据Si,首先令i=I;
d、 定义阈值ri=iii*E(Sl)，其中U1为阈值因子，ii1取值为2到6之间的任意数； e、 # 为阈值，对S1的每个采样点数据Xl(j)进行阈值滤波，公式如下：
=[X111(I)A-/1(2)….V111(/)…X111⑷]1; f、 令i=i+1，重复步骤b?e,直至i= 1，得到S阈值滤波后的地震记录 f…冷…4]; g、 对Sr^进行多级中值滤波。对S进行边缘扩展，以边缘元素向四周以扩展N行 N列。其中N为正整数。可得到边缘扩展后的数据，=[f*'…]，其中 .S-; ' = [..<(1)a-,'(2)... .v;(./)….'-,'(左 + 2~)]'，以 数据中第i道，第j个采样点为中心，取（2N+1)X(2N+1)方形滤波窗口，其中iG[1+2N, 1+2N],jG[1+2N,k+2N]； h、 定义WpWyWjPW4S(2N+1)X(2N+1)方形滤波窗口的4个子窗口，公式如下：
计算Z1Q,j)、Z2(i，j)、Z3(i，j)、Z4(i，j)的最大值和最小值；则多级中值滤波器的输出 为：y(i，j) =med{Umin(i，j)，Umax(Xj)1Xi (j)}; k、 重复步骤h?j，完成所有点的多级中值滤波。最终得到阈值中值滤波压制后的可控
l、 对Y和已知可控震源的扫描信号C进行相关运算，最终可得到相关检测后的数据
Y。是基于阈值多级中值滤波的可控震源地震数据检测结果。
【文档编号】G01V1/36GK104502968SQ201410826702
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月26日 优先权日:2014年12月26日
【发明者】姜弢, 陈振振, 贾海青, 徐学纯, 林君 申请人:吉林大学