基于自适应滤波的钻井液连续压力波信号噪声抑制

根据钻井液连续压力波信号频带传输特性及自适应滤波器数学原理,针对钻井液连续压力波信号的宽带特征,基于钻井液压力相移键控（PSK）信号数学模型,以最小均方误差（LMS）为评价标准构建自适应滤波器算法,从理论上研究了采用自适应滤波方法实现钻井液连续压力波信号噪声消除及信号重构的可行性。建立了以载波信号作为输入及含噪声井下信号为期望输入的适于宽带信号处理的自适应滤波器结构及数学模型,在自适应控制算法作用下,通过自适应地调整滤波器权系数,以载波延迟采样值的加权线性叠加来逼近井下连续压力波信号;通过建立滤波器权系数的自适应控制算法,分析了滤波器的自适应步长因子对重构信号信噪比及失真度的影响。数值计算及仿真结果表明,基于该数学模型的自适应滤波器可以有效消除进入信号频带的各种随机噪声并实现钻井液压力相移键控信号的重构,通过合理选择自适应步长因子可以降低重构信号的波形失真度,获得较高质量的重构信号。     

基于广义S变换及高斯平滑的自适应滤波去噪方法

常规基于广义S变换的噪声压制方法需要人为确定高频噪声在时频域的压制范围。针对这一问题,联合广义S变换的自适应时频滤波函数和高斯平滑去噪算法发展了一种自适应去噪方法。首先对信号进行广义S变换获得时频域数据,在S反变换重构时间域信号过程中采用数据自适应时变滤波函数去除大部分高频随机噪声;然后对时间域信号采用高斯平滑滤波函数去除信号中剩余高频随机噪声。模型和实际资料试算结果表明,本文的滤波去噪方法能够有效去除地震数据中的高频随机噪声,具有较强的适应性和实用性。与常规的随机噪声衰减预测法相比,本文方法受处理参数影响较小,且处理后有效信号在时频谱上的时频分辨率较高。     

利用区域自适应极化滤波压制多分量面波干扰

陆上三分量地震勘探中面波通常会严重降低资料品质并影响后续数据处理和最终综合解释结果。基于面波低速、低频和椭圆极化的特征,本文提出一种基于区域自适应极化滤波的面波压制方法。首先根据面波的视速度特性划分其主要分布区域,利用S变换进行区域滤波,初步分离出面波干扰;然后利用Hilbert-Huang变换（HHT）进行面波分析,得到面波的瞬时频率;再根据面波瞬时频率自动调节极化滤波的窗口大小,从而进行自适应极化滤波,将低频反射信号从面波干扰中分离出来;最后对区域滤波结果进行补偿,得到压制面波干扰后的最终地震记录。模型测试和实际数据处理结果表明,该方法能在有效压制面波的同时,较好地保护有效信号。     

基于时空变中值滤波的随机噪声压制方法

针对一维中值滤波的滤波方向与滤波窗长单一的缺陷,一方面根据反射信号沿同相轴方向的相干特征,分别对每个采样点设置合适的滤波方向;另一方面根据地震数据的相干程度,分别对每个采样点设置合适的滤波窗长,从而得到具有时空变特性的改进中值滤波方法。理论模型与实际数据的处理效果均表明,无论是对于理论模型合成的单炮记录还是波场复杂的实际地震资料,本文方法均能在有效地压制随机噪声的同时,较好地保护有效信号。     

地震数据高维统计滤波方法

地震数据的信噪比是地震波反演成像算法收敛性和结果精度的重要制约因素。基于线性信号模型的最佳预测滤波方法和基于随机信号概率分布特征的统计滤波方法是两种典型的滤波方法。重点讨论了地震数据统计滤波方法,基于实测数据的统计特征(或概率分布),在局部信号缓变的假设下,设计了各种高斯加权滤波器和中值类滤波器。高维空间中的地震信号具有显著的结构特征,为满足信号缓变的假设,需要发展沿着信号结构方向的高维统计滤波器。分析了邻域滤波器、双边滤波器、非局部均值滤波器三类各向异性高斯(加权)滤波器的设计思想。在非局部均值滤波算法的基础上设计了自适应搜索窗的非局部均值滤波方法,该方法采用局部数据窗的相关算法检测出滤波点附近的信号结构特征,依据地震数据变化自适应地改变非局部均值滤波器中的搜索窗。理论模型的数据测试表明,相比于固定搜索窗的非局部均值滤波算法,自适应搜索窗的非局部均值滤波方法能够在压制随机噪声的同时更好地保护有效地震信号。     

利用时频域极化滤波压制地震面波

把时频分析方法和自适应协方差矩阵方法结合起来,提出了一种压制地震面波的时频域极化滤波方法。该方法在广义S变换时频方法的基础上,构建时频域自适应协方差矩阵,通过特征分析计算时频域瞬时极化参数,设计极化滤波器,实现多分量地震面波压制。其优势在于可以根据信号的瞬时频率将协方差矩阵的分析时窗长度自适应地选择为每个时频点处的波的优势周期,在每个时频点估计特征参数,无须进行插值。模型数据及实际三分量地震数据处理结果表明,该极化滤波方法在压制地震面波方面具有较高的分辨率。     

二维小波变换在去除面波干扰中的应用

在原始地震记录中，面波干扰往往会掩盖有效信号，降低资料的信噪比。常规的一维滤波和F—K滤波方法在去除面波时，会损害有效信号，丢失一些有用的地质信息。小波变换是一种时频分析方法，具有分频和局部分析能力，可以从地震资料中将面波分离出来，而不伤害有效波。二维小波变换去除面波的基本原理是：首先依据面波和有效波视速度的范围，在时间一空间域把原始单炮记录分成没有面波和含有面波的记录；然后应用二维小波变换对含有面波的记录进行时频分析，将其变换到时间、频率、空间和波数四维域中，利用有效波与面波在频率域和波数域上的差异进行面波分离，去除面波，提取有效波，并进行信号重构；最后将重构的信号与没有面波的记录叠加，即可得到去除面波干扰的资料。实际资料处理结果表明，二维小波变换去除面波的方法具有良好的应用效果，有效信号得到了加强，信噪比得到了提高。     

带约束的一维时频电磁联合反演研究

利用时频电磁资料可同时获取时间域及频率域电磁信息。相比单一时间域或频率域电磁信号,综合利用时频电磁信息可明显提高电性反演精度。为获得精细地电模型,基于正则化反演方法,融合数据约束、模型约束及步长约束,提出一种一维自适应时频电磁联合反演算法。该算法对时间域和频率域数据平衡因子及正则化因子采用自适应调整方案,同时将模型参数搜索范围约束与WOLFE准则相结合,在限制参数搜索范围的同时约束迭代步长,确保反演的稳定性和精度。使用经典层状模型、含噪声的页岩气地电模型及实测数据对该反演方法进行测试与分析,结果表明带约束的时频电磁联合反演方法可有效提高复杂模型电阻率反演的分辨率,对提高时频电磁方法油气藏识别精度具有实际意义。     

基于匹配追踪算法的时频滤波去噪方法

地震资料信噪比是影响地震资料质量的关键因素之一,目前的去噪方法大多难以保证在去噪的同时不损伤有效波.为此,提出了基于匹配追踪算法的时频滤波方法,该方法采用"减去"去噪方式,可以有效地去除噪声,且不损伤有效波.匹配追踪算法的基本原理是,将任意信号分解为波形的线性延展,而这些波形是从函数的冗余代码中选出,可以最佳匹配信号的结构.用选出的波形中代表有效信号的部分对信号进行重构,可以达到无损去噪的目的.分别利用匹配追踪时频滤波法和F-X滤波法对含有随机噪声的仿真信号进行了去噪处理,结果表明,匹配追踪时频滤波法可以较好地去除仿真信号中的随机噪声,降低对高频信号的损伤.     

基于埋弧焊焊缝图像特征的滤波方法研究

根据埋弧焊焊缝图像中椒盐噪声的特点以及传统中值滤波在滤除噪声的同时破坏图像细节的缺点,提出了几种改进的中值滤波方法,并对这几种滤波方法进行了比较,通过试验验证了这几种算法在去除椒盐噪声和保持图像细节方面的优缺点。     

利用波原子分解系数自适应Wiener滤波方法压制地震数据随机噪声

随机噪声是地震勘探数据中常见的背景噪声,会对有效信号产生负面影响,有必要研究更适用的方法去除随机噪声。为此,提出基于波原子分解系数自适应Wiener滤波,并对滤波后的系数进行波原子重构的方法,压制随机噪声以突出有效信号。针对人工合成地震记录,应用SVD阈值、二维多尺度小波分解阈值和波原子分解阈值三种滤波方法与所提方法进行对比测试及分析,可见所提方法在压制随机噪声的同时能充分保留有效信号,使反射同相轴更清晰且连续性更好。利用该方法还对实际地震记录进行了滤波处理,并与用上述三种阈值和时频峰值等滤波方法处理后的记录作对比,进一步表明所提方法在压制随机噪声与保持有效信号方面的性能更优,具有较强的实用性。     

自适应相减和Curvelet变换组合压制面波

面波是原始地震资料中主要的噪声之一,其强能量特性严重影响了地震资料的品质。为了提高地震资料的品质,又不损伤有效信号,提出了一种基于自适应相减滤波和Curvelet变换组合压制面波的方法。首先利用自适应相减滤波的保真保幅特性,最大限度保护有效信号的同时压制大部分面波,然后通过Curvelet变换的多方向特征压制残留面波。实际地震数据处理后,面波得到有效压制,资料信噪比明显提高,振幅时间切片更加光滑,分频扫描记录中低频信息保护较好,是一种相对保真保幅的面波压制方法。     

几种叠前去噪方法

叠前去噪是提高地震资料信噪比的重要步骤。由于各种规划干扰或同噪声具有不同的特性，所以必须采用不同的去噪方法。西方综合利用ｆ－ｘ域最小拟合法，波场延拓法，分频定向滤波法及ＣＴ变换等叠前去噪方法，有效地消除了折射波，直达波，面波和声波等随机干扰及规则干扰，并在实际应用中取得了很好的去噪效果。     

基于相干滤波的相干体图像增强

地震资料的相干分析是一项十分重要的地震解释技术。为了压制沿地层形成的低相干带和随机噪声带来的干扰，相干分析技术需要利用多个地震道和较大的分析时窗来得到相干体。但多个地震道和大分析时窗的采用，会导致所获得的相干体数据的空间和时间分辨率降低。文章提出了一种新的基于相干滤波的相干体图像增强技术，通过对相干体进行相干噪声滤波处理来压制不需要的低相干带和随机噪声带来的干扰，从而使得在进行相干分析时可以使用较少的地震道和较短的分析时窗来获取高分辨率和高信噪比的断层信息。此项技术利用了沿地层形成的低相干带和由断层产生的低相干带方向上的差别，通过局部方向扫描和多项式滤波来滤除不需要的低相干带和随机噪声带来的干扰。实际资料处理结果表明,所提出的算法可以获得真实的、高信噪比和高分辨率的相干体图像，从而提供更丰富的各种地质信息。     

自适应中值滤波技术在测井数据处理中的应用

测井数据中包含较多与地层信息无关的噪声,对正确认识地层有一定干扰。自适应中值滤波能有效地去除原始图像中的脉冲噪声并保存图像的细节和边缘信息。利用自适应中值滤波技术对声波测井数据进行了处理,结果显示,测井曲线分辨率得到提高,与岩心分析数据有更大的相关性;制作的合成记录精度更高,与井旁道的相关性更强。     

衍射时差法超声检测技术在加氢反应器检验中的应用

介绍了衍射时差法超声检测技术（TOFD）的原理、特点及适用标准规范。现场采用TOFD检测在用加氢反应器的接管焊缝时发现了埋藏裂纹,通过超声检测和实际解剖验证,证明TOFD技术对埋藏裂纹类缺陷检测十分有效,消除了安全隐患。     

三维地震勘探中强声波干扰的压制

在三维地震资料采集中产生的声波为非线性干扰波,能量强,频谱宽,利用常规的分频去噪和线性压噪方法难以将其去除,使后续的资料处理效果受到影响。基于声波具有非常稳定的传播速度这一特点,提出了一种利用非线性变换手段压制强声波干扰的方法。方法原理是,首先对三维地震资料中含声波到达时间的某段记录(时窗)进行转换,将非线性声波时距关系转换为速度趋于无穷、波数趋于零的一组噪声;然后应用f-k滤波对这组噪声进行压制;最后,再通过逆转换得到声波压制后的结果。该方法易于实现,并只对声波到达时间处的小范围数据进行处理,数据量小,计算效率高。对实际三维地震资料的处理结果表明,该方法压制强声波干扰的效果非常明显。     

时频域变分模态分解地震资料去噪方法

强噪声干扰、信噪比过低是造成深层地震资料成像不佳的主要因素。为此,提出在时频域内将变分模态分解算法应用于分频地震资料的噪声压制处理的新思路。首先,通过希尔伯特-黄变换（HHT）构建地震数据的解析信号,将地震数据转换到时频域,在时频域进行分频变分模态分解;随后,分析有效信号与噪声在时频切片上的能量分布,在此基础上优选出有效信号模态分量重构时频切片;最后反变换回时空域,达到噪声压制的目的。应用模型数据分析了关键参数对去噪效果的影响;实际资料的应用结果表明该算法可有效压制较强的随机背景噪声,同时对陡倾角的线性干扰也有明显的压制作用。     

中值空间滤波去噪技术研究

基于空间滤波法提出了一种基于中值空间滤波的去噪技术,该方法可以在有效地保护电法资料中的有效信息的基础上,去除资料中的随机噪声。介绍了中值空间滤波的算法原理,并给出了实验数据和效果图。实验结果表明,本算法有较好的去除噪声和保护有效信息的效果。结合实例说明了该算法去噪能力强,算法简单,易于实现,具有很好的应用价值。