脉冲(预测)反褶积原理
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反褶积处理方法要点反褶积处理是一种常用的信号处理方法,它可以用于去除信号中的卷积效应,从而提高信号的清晰度和分辨率。
在实际应用中,反褶积处理方法有着广泛的应用,例如在地震勘探、医学成像、图像处理等领域都有着重要的应用。
本文将介绍反褶积处理方法的要点,以帮助读者更好地理解和应用该方法。
一、反褶积处理的基本原理反褶积处理的基本原理是通过对信号进行卷积运算的逆运算,去除信号中的卷积效应。
在数学上,反褶积处理可以表示为:f(t) = g(t) * h(t) + n(t)其中,f(t)表示观测信号,g(t)表示真实信号,h(t)表示卷积核,n(t)表示噪声。
反褶积处理的目标是通过观测信号f(t)和卷积核h(t),还原出真实信号g(t)。
二、反褶积处理的要点1. 选择合适的卷积核选择合适的卷积核是反褶积处理的关键。
卷积核的选择应该考虑到信号的特点和噪声的影响。
一般来说,卷积核应该具有平滑性和高分辨率的特点,以保证反褶积处理的效果。
2. 去除噪声的影响噪声是影响反褶积处理效果的主要因素之一。
在进行反褶积处理之前,应该对信号进行去噪处理,以提高信号的清晰度和分辨率。
3. 选择合适的反褶积算法反褶积处理有多种算法,包括Wiener滤波、Tikhonov正则化、最小二乘法等。
在选择反褶积算法时,应该根据信号的特点和噪声的影响进行选择,以保证反褶积处理的效果。
4. 控制反褶积处理的参数反褶积处理的效果受到多个参数的影响,包括卷积核的大小、去噪处理的程度、反褶积算法的选择等。
在进行反褶积处理时,应该根据实际情况控制这些参数,以达到最佳的反褶积处理效果。
三、反褶积处理的应用反褶积处理在地震勘探、医学成像、图像处理等领域都有着广泛的应用。
在地震勘探中,反褶积处理可以用于提高地震数据的清晰度和分辨率,从而更好地识别地下结构。
在医学成像中,反褶积处理可以用于去除图像中的模糊效应,提高图像的清晰度和分辨率。
在图像处理中,反褶积处理可以用于去除图像中的模糊效应,提高图像的清晰度和细节。
第一章概述1.1 地震数据处理的目的是对地震采集数据做各种处理提高反射波数据的信噪比、分辨率和保真度以便于解释。
地震数据处理主要包括地震反褶积、叠加和偏移成像三大技术。
地震反褶积是通过压缩地震子波提高地震时间分辨率;叠加的目的是压制随机噪声提高地震信噪比;偏移成像包括射线偏移和波动方程偏移两大类,主要目的是实现反射界面的空间归位和恢复反射界面空间的波场特征、振幅变化和反射系数,提高地震空间分辨率和地震保真度。
1.2地震数据处理包括预处理、常规处理和特殊处理三个阶段。
常规处理包括反褶积、叠加和偏移三大技术。
预处理是把野外数据格式转换成适合计算机处理的格式并对数据做相应编辑和校正。
它包括数据解编、格式转换、编辑、几何扩散校正、建立野外观测系统和野外静校正等。
数据解编:把按时分道的数据记录方式变换成按道分时的数据记录方式。
道编辑:噪音道、带有瞬变噪音的道或单频信号道都要删除;极性反转的道要改正。
几何扩散校正:通过给数据加一增益恢复函数,以校正波前(球面)扩散对振幅的影响。
野外静校正:对路上资料,把所有炮点和接收点位置均校正到一个公共基准面上,以消除高程、低降速带和井深对旅行时的影响。
反褶积的基础是最佳维纳滤波。
特殊处理主要包括T-P变换、小波变换、三维叠前深度偏移、子波处理、属性分析和反演等。
T-P变换:将偏移距-时间域变换到射线参数-截距时间域,可用来压制面波和多次波。
小波变换:小波变换与多尺度分析可用于去噪、数据压缩、提高分辨率处理、信号增强和解波动方程等。
第二章数字滤波2.1 滤波器可以分为模拟滤波器和数字滤波器采样定理时域实参数的滤波器,其频率振幅谱是偶对称的,而相位谱是奇对称的。
一个滤波器如果是稳定的,这是指当输入信号为有限信号时,其输出也是有限信号。
最小相位,在时间域中也称最小能量延迟,在频率域则常称为最小相位滞后。
纯振幅滤波器也称零相位滤波器。
又称为理想滤波器。
2.2 理想滤波器常设计成四种类型:低通滤波器、带通滤波器、带陷滤波器和高通滤波器。
反褶积的原理和应用1. 什么是反褶积反褶积是一种信号处理技术,用于恢复被褶积模糊过的信号。
褶积是一种线性运算,将两个函数合成为一个函数。
在信号处理中,常常需要将一个信号与系统的脉冲响应进行褶积,从而实现信号的去模糊处理。
但在实际应用中,这种模糊操作可能会导致信息的丢失或者模糊,因此需要将模糊过的信号进行反褶积处理,恢复原信号的清晰度和准确性。
2. 反褶积的原理反褶积的原理基于褶积的可逆性。
在褶积操作中,原信号与系统的脉冲响应相乘并求和得到模糊信号。
反褶积即通过找到一个逆滤波器,将模糊信号与该逆滤波器进行滤波,从而恢复出原信号。
反褶积的数学表达式为:原信号 = 反褶积(模糊信号,脉冲响应)其中,反褶积()代表反褶积操作,模糊信号为经过褶积操作得到的信号,脉冲响应为系统的响应函数。
3. 反褶积的应用3.1 无线通信领域在无线通信领域,反褶积被广泛应用于信道均衡和符号检测。
在无线信道传输过程中,由于多径效应等因素的影响,信号可能会受到褶积模糊的影响,造成接收信号的失真。
通过使用反褶积算法对接收信号进行处理,可以有效地消除信道带来的影响,提高信号的接收质量。
3.2 显微镜图像恢复在显微镜图像的拍摄过程中,由于光学系统的限制以及物理因素的影响,得到的图像可能会存在模糊或失真等问题。
通过采用反褶积算法,可以对图像进行去模糊处理,提高图像的清晰度和准确性,从而更好地观察和分析目标物体。
3.3 地震数据处理在地震探测和勘探过程中,地震数据可能会受到地下介质的复杂反射和折射影响,导致地震图像的模糊和失真。
采用反褶积算法对地震数据进行处理,可以消除模糊和去除干扰信号,提高地震图像的分辨率和准确性,帮助地质学家更好地理解地下结构。
3.4 知觉学研究在人类视觉系统的研究中,反褶积被广泛应用于图像处理和视觉感知的研究中。
通过采用反褶积算法,可以还原图像背后的物理信息,研究人类视觉系统在感知和认知过程中的工作原理和机制,对于理解人类视觉系统的功能和性能具有重要意义。
论反褶积的概念及类型论文提要地震勘探技术在油气田勘探开发中起着重要作用。
地震勘探包括地震采集、处理和解释三大部分。
地震采集是利用野外地震采集系统获取地震数据处理所需的反射波数据;地震数据处理的目的是对地震采集数据做各种处理提高反射波数据的信噪比、分辨率和保真度以便于解释;地震解释分为构造和岩性解释,目的是确定地震反射波数据的地质特征和意义。
地震数据处理依赖于地震采集数据的质量,处理结果直接影响解释的正确性和精确度。
探讨地震处理的基本原理和基本方法有助于全面利用采集数据,充分利用处理方法,为地震解释提供可靠的处理成果剖面。
正文地震数据处理主要包括地震反褶积、叠加和偏移成像三大技术。
地震反褶积是通过压缩地震子波提高地震时间分辨率;叠加的目的是压制随机噪声提高地震信噪比;偏移成像包括射线偏移和波动方程偏移两大类,主要目的是实现反射界面的空间归位和恢复反射界面空间的波场特征、振幅变化和反射系数,提高地震空间分辨率和地震保真度。
反褶积是地震资料最常用和最重要的处理方法之一。
反褶积可在叠前做也可在叠后做。
叠前反褶积的目的是把地震子波压缩成尖脉冲来改进时间分辨率。
叠后的预测反褶积主要是消除海上鸣震(交混回响)等多次波干扰,突出有效波,提高地震资料的信噪比。
在常规处理中反褶积的基础是最佳维纳滤波。
反褶积后要用某种类型的道均衡,以使数据达到通常的均方根振幅水平。
一、反褶积的概念(一)反褶积问题的提出实际地震记录由于受复杂子波的作用和干扰的影响,分辨能力较低,地质界面上各反射波互相叠加、彼此干涉,成为一复杂的形式,不能通过地质资料的解释,得到准确的地质界面。
反褶积的目的就是要通过某种数学方法,压缩地震子波,使地震记录分辨率提高,从而近似反射系数剖面,得到地下介质精确的反射结构。
假定地震记录不含干扰,何以得到x(t)=b(t)*ξ(t) (1-1)对应的频率域形式X(ω)=B(ω)×Ξ(ω)(1-2)令A(ω)=1/ B(ω)(1-3)则可得到Ξ(ω)= A(ω)×X(ω)(1-4)写成时间域形式ξ(t)=a(t)* x(t)(1-5)由x(t)=b(t)* ξ(t) 和ξ(t)=a(t)* x(t)可以看到:前者由子波和反射系数得到地震记录,是一褶积过程;后者则反过来,由一函数与地震记录褶积得到反射系数,这一过程可被称为反褶积。
第二章反褶积反褶积是借助压缩基本地震子波来改善时间分辨率的一种处理过程。
为搞清这一过程要求综合研究正演问题,即必须首先研究记录的地震道的积木式分段单元。
地层是由不同类型岩性的岩层组成的,每种岩石类型都有地球物理学家所可利用的某种物理特性。
至于地震勘探,则根据波传播速度和岩层密度确定岩层。
密度与速度的乘积称之为地震波阻抗,地震资料分析期望的最终成果就是地震波阻抗剖面。
我们有在井中直接检测岩层速度和密度的方法,这种方法能向我们提供地震波阻抗与深度的关系。
在地面上沿测线记录到的地震反射波就是由于两地层之间的波阻抗差引起的。
记录到的反射记录可通过反射率与震源子波的褶积来模拟。
下面分别对褶积模型、各种反滤波进行介绍,并给出应用实例。
2.1 褶积模型我们从图1给出的一个实际声测井记录入手,该声测井曲线是层速度与深度的关系图。
实际的速度测量是以 2英尺的采样间隔在1000-5400英尺之间的深度段内完成的。
借助简单的斜坡把速度函数外延至地面。
该声测井记录显示出明显突变和强低频趋势特征,这两者构成了总的速度变化。
实际上我们通常用CMP道集作速度分析进行估算的就是这种低频趋势。
对声测井曲线可通过人工分段提取其速度趋势,其结果可列表如下:由声测井记录确定的层速度趋势表1地层序号层速度(ft/s)深度范围(ft)1 21000 1000—20002 19000 ※2000—22503 18750 2250—25004 12650 2500—37755 19650 3775—5400※实际上该层速度是逐渐减小的。
我们所做的就是形成一组恒定层速度的层组。
把测井曲线进行这种分段多少有点类似于地质家对假想的地下模型所做的分层。
地质家是根据岩性分层,而我们根据声测井曲线的分段性质提取的分层则是以速度差为依据的。
下面对表1中所确定的地层的岩性分类:地层序号岩性1 2 3 4 5 灰岩泥质灰岩(泥岩含量逐渐增加) 泥质灰岩泥岩白云岩在声测井曲线的低频趋势上附加有高频分量。
反褶积处理方法论文提要反褶积即反滤波是常用的地震资料处理方法。
反褶积的目的是由地震数据恢复反射系数。
反滤波的作用主要是压缩地震反射脉冲的长度,提高反射地震记录的分辨能力,并进一步估计地下反射界面的反射系数。
这不仅是常规地震资料处理所需要的,而且是对直接找油找气的亮点技术和岩性研究的地层地震学的地震资料处理尤为重要。
另外,反滤波还可以清除短周期鸣震和多次波等干扰波。
当前地震资料处理解释已经基本实现了数据化、自动化,我国各大解释公司、研究所、高等院校都已有了较为先进数字化处理软件,在处理数字化的地震数据时表现出了很好的速度性和准确性。
反褶积可分为确定性反褶积和估计性反褶积两种。
目前常用的反褶积有最小平方反褶积、预测反褶积、同态反褶积、地表一致性反褶积、最大熵反褶积、变模反褶积、Q反褶积等等;特殊的反褶积有Noah反褶积、最小信息反褶积等。
正文一、反褶积(一)研究目的和意义1、研究目的(1)弄清各种反褶积处理方法的原理。
(2)弄清反褶积处理模块的参数意义。
(3)掌握地震资料数字处理的基本流程及处理方法。
(4)完善反褶积方法,提高地震资料处理的分辨率,保持信噪比,振幅均匀化。
2、研究意义反褶积是地震资料数字处理流程中最关键的一环,也是提高地震勘探分辨率最有效的方法。
一个处理流程包括许多处理步骤。
而每一个处理步骤又要涉及到好几个处理模块。
一个处理流程通常由预处理、叠前处理和叠后处理三部分组成。
其中反褶积是最重要的一个部分,如图1所示。
反褶积的目的就是为了分离子波和反射系数序列。
子波就像无线电中的载波,反射系数序列就像无线电中的声波。
只有消除高频载波才能提取声波。
子波在地层中传播,携带着反射系数序列这种有用的地质信息返回地面,只有消除子波才能恢复反射系数序列的本来面目。
反射系数序列中有波阻抗随时间变化的信息,这就提供了速度和密度随时间变化的信息,随之就可得到地层、岩性及构造在地下中间分布的信息。
在有利条件下还可得到岩石孔隙率、渗透率、孔隙流体性质(油、气、水)乃至地层压力的信息。
地震资料数字处理复习题一、名词解释(20分)1、速度谱把地震波的能量相对于波速的变化关系的曲线称为速度谱。
在地震勘探中,速度谱通常指多次覆盖技术中的叠加速度谱。
2、反滤波又称反褶积。
为提高纵向分辨率,去掉大地滤波器的作用,把延续几十至100ms的地震子波b(t)压缩成原来的震源脉冲形式,地震记录变成反映反射系数序列的窄脉冲组合的方法。
3、地震资料数字处理就是利用数字计算机对野外地震勘探所获得的原始资料进行加工、改进,以期得到高质量的、可靠的地震信息,为下一步资料解释提供可靠的依据和有关的地质信息。
4、数字滤波数字滤波是对离散化后的信号进行滤波,输入输出都是离散数据;数字滤波是用数学运算的方式通过数字电子计算机来实现滤波。
5、水平叠加将不同接收点接收到得来自地下同一反射点的不同激发点的信号,经动校正后叠加起来,这种方法可以提高信噪比,改善地震记录的质量,特别是压制一种规则干扰波效果最好。
6、叠加速度对一组共反射点道集上的某个同相轴,利用双曲线公式选用一系列不同速度来计算各道的动校正量,对道集内各道进行动校正,当取某一个速度能把同相轴校成水平直线(将得到最哈的叠加效果)时,则这个速度就是这条同相轴对应的反射波的叠加速度。
7、静校正把由于激发和接收时地表条件变化所引起的时差找出来,再对其进行校正,使畸变了的时距曲线恢复成双曲线,以便能够正确地解释地下的构造情况,这个过程叫做静校正。
8、动校正消除由于接受点偏离炮点所引起的时差的过程,又叫正常时差校正。
9、假频一个连续信号用过大的采样得到的离散序列实际上含有连续信号中高频成分的贡献。
这些高频成分折叠到离散时间序列中较低的频率。
这种现象是由连续信号采样不足引起的,称作假频10、亮点技术所谓“亮点”狭义地说是指地震反射剖面上由于地下油气藏存在所引起的地震反射波振幅相对增强的“点”。
利用地震反射波的振幅异常,同时也利用反射波的极性反转、水平反射的出现、速度的降低及吸收系数的增大等一系列亮点标识综合指示地下油、气藏的存在,进而直接寻找油、气藏的技术。
论反褶积的方法及作用论文提要反褶积是地震资料最常用和最重要的处理方法之一,它可用于叠前,也可用于叠后。
反褶积的主要作用是压缩地震子波、提高地震资料的分辨率,从而提高地震资料的解释精度。
为油田精细勘探和开发服务。
另外,反褶积还可以消除短周期鸣震和其他多次波干扰,突出有效波,提高地震资料的信躁比。
反褶积的主要方法有:最小平方反褶积、预测反褶积、子波提取与子波整行反褶积、同态反褶积、地表一致性反褶积等。
做反褶积是为了得到一个反射系数序列,反射系数可以反映层的位置、层的反射能力及层之间差异。
总之,反褶积的目的是通过某种数学方法使地震纪录的分辨率提高从而近似放射系数剖面得到地下精确的反结构。
正文一、反褶积的概念(一)理想模型若地震波以脉冲形式激发经过地层时无吸收、透射和多次反射等因素的影响,而且整个过程不存在随即干扰,这样就可以得到理想的输出:x(t)=bδ(t)*ξ(t)=bξ(t)这时得到的输出实际上就是反射系数序列,做反褶积就是为了得到它,为了讨论问题方便起见,我们先假定不含干扰波,由此我们可以从以上的式子中得到x(t)=b(t)*ξ(t)设计反滤波因子a(t),在时间域上a(t)是b(t)的逆,即有:a(t)*x(t)=ξ(t)(二)实际地震纪录实际地震纪录x(t)由有效波s(t)和干扰波n(t)组成:x(t)=s(t)+n(t)有效波是指一次反射波,对反射波地震看探而言,除一次反射波以外的一切波都是干扰波,一次反射波可以用以下褶积模型表示:s(t)=b(t)*ξ(t)b(t)称为地震子波;§(t)称为反射系数序列。
严格意义上讲,地震子波同震源子波o(t)概念还是有区别的:b(t)=o(t)*g(t)*τ(t)*d(t)*i(t)=a(t)*f g(t)*f d(t)式中:g(t)-------地层响应τ(t)--------透射响应d(t)--------地面接收响应 i(t)---------仪器响应()t f g = g(t)* τ(t) (大地滤波器)()t f d = d(t)*i(t) (接收滤波器)式中干扰波并不是单单的随机干扰,有非激发干扰()t n 0、背景噪声()t n 1及规则干扰N(t)叠加而成:n(t)= ()t n 0 + ()t n 1+ N(t)规则干扰分为两类:一类与地质结构有关,包括多次波、转换波、断面波、绕射波、伴随波、折射波、瑞利波、勒夫波和斯通利波等,这类波在特定的条件下可能转化为有效波;另一类与地质结构无关,如水中鸣震、气泡效应、地表及海面散射等。
脉冲反褶积是一种地震数据处理技术,旨在提高地震记录的分辨率。
脉冲反褶积的主要目的是将地震反射脉冲压缩到尽可能短的时间间隔内,以便更准确地估计地下反射界面的反射系数。
这一过程涉及将地震数据中的子波影响去除,从而使得反射系数序列具有更高的分辨率。
在地震勘探领域,脉冲反褶积与波阻抗反演是提高地震资料垂向分辨率以及预测储层的重要手段。
反褶积的目的是压缩子波,使地震道尽可能接近反射系数序列,而波阻抗反演则是利用这些信息来预测地下岩石层的阻抗变化。