一种时间域扇形滤波器及其应用制造技术

本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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y(Tn,Xm)=12(c2m3-mn2)(cm+n)(cos(2Δtf1(cm-n)π)-cos(2Δtf2(cm-n)π))+(cm-n)(cos(2Δtf1(cm+n)π)-cos(2Δtf2(cm+n)π))---(4)]]>若c·m＝n≠0，则y(Tn,Xm)=c(cos(4Δtf1nπ)-cos(4Δtf2nπ))4n2π2---(5)]]>若m＝n＝0，则y(Tn,Xm)=2cΔt2f22-2cΔt2f12---(6)]]>若m＝0，n≠0，则y(Tn,Xm)=c(cos(2Δtf2nπ)-cos(2Δtf1nπ)+2Δtnπ(f2sin(2Δtf2nπ)-f1sin(2Δtf1nπ)))n2π2---(7).]]>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，本专利技术的有益效果是：本专利技术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。本专利技术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专利技术作进一步详细描述：本专利技术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，本专利技术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)=1,f1V≤|k|≤f2V]]>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y(Tn,Xm)=2ΔtΔx∫f=f1f=f2∫k=-|f|/Vk=|f|/Ve2πi(fTn-kxm)dkdf---(2)]]>设c为整数，即速度用每道跨越的样点个数表示，则(2)变为y(Tn,Xm)=2Δtπm∫f1f2sin(2πfmcΔt)cos(2πfnΔt)df---(3)]]>若m≠n≠0，则y(Tn,Xm)=12(c2m3-mn2)(cm+n)(cos(2Δtf1(cm-n)π)-cos(2Δtf2(cm-n)π))+(cm-n)(cos(2Δtf1(cm+n)π)-cos(2Δtf2(cm+n)π))---(4)]]>若c·m＝n≠0，则y(Tn,Xm)=c(cos(4Δtf1nπ)-cos(4Δtf2nπ))4n2π2---(5)]]>若m＝n＝0，则y(Tn,Xm)=2cΔt2f22-2cΔt2f12---(6)]]>若m＝0，n≠0，则y(Tn,Xm)=c(cos(2Δtf2nπ)-cos(2Δtf1nπ)+2Δtnπ(f2sin(2Δtf2nπ)-f1sin(2Δtf1nπ)))n2π2---(7)]]>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。本专利技术算子计算更广义，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个样点滤波算子后本文档来自技高网...

【技术保护点】
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～f2f1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y(Tn,Xm)=12(c2m3-mn2)(cm+n)(cos(2Δtf1(cm-n)π)-cos(2Δtf2(cm-n)π))+(cm-n)(cos(2Δtf1(cm+n)π)-cos(2Δtf2(cm+n)π))---(4)]]>若c·m＝n≠0，则y(Tn,Xm)=c(cos(4Δtf1nπ)-cos(4Δtf2nπ))4n2π2---(5)]]>若m＝n＝0，则y(Tn,Xm)=2cΔt2f22-2cΔt2f12---(6)]]>若m＝0，n≠0，则y(Tn,Xm)=c(cos(2Δtf2nπ)-cos(2Δtf1nπ)+2Δtnπ(f2sin(2Δtf2nπ)-f1sin(2Δtf1nπ)))n2π2---(7).]]>...

【技术特征摘要】
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～f2f1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
y(Tn,Xm)=12(c2m3-mn2)(cm+n)(cos(2Δtf1(cm-n)π)-cos(2Δtf2(cm-n)π))+(cm-n)(cos(2Δtf1(cm+n)π)-cos(2Δtf2(cm+n)π))---(4)]]>若c·m＝n≠0，则
y(Tn,Xm)=c(cos(4Δtf1nπ)-cos(4Δtf2nπ))4n2π2---(5)]]>若m＝n＝0，则
y(Tn,Xm)...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔树果，程磊磊，王瑜，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11