地震数据噪声压制方法及装置、设备及存储介质与流程

本公开涉及地震数据处理，尤其涉及一种地震数据噪声压制方法及装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、超大道数高效采集施工具有排列铺设面积广、各种环境噪音干扰严重、远偏移距接收能量弱的特点。在当前施工参数条件下，每炮只采用单台或者2台震源震动一次的情况下，震源能量略显不足，采集的地震数据信噪比较低，尤其是在远偏移距排列中，有效信息严重被噪音信息淹没。为了提高震源能量，甲方很有可能会增加每炮的震源台数，这样就会对施工生产效率产生很大影响。因此急需一种新的处理方法，在环境噪音的约束下，通过分析和利用环境噪音，发掘出勘探区域的大地滤波特性，分离出高信噪比的反射信息，降低环境噪音干扰对地震数据的影响，增强有效反射的能量，提高地震数据信噪比，最终在不增加震源台数的前提下满足甲方勘探需求。

2、传统的随机噪声压制方法多基于振幅、时频等数据特征的差异性，从未利用环境噪音中蕴含的统计信息进行压噪。随机噪音压制的方法很多，常用中值滤波、均值滤波利用有效信号与噪音的振幅特性差异进行去噪，基于小波变换法是利用信号和噪音在不同频率范围内的时间分布差异。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开的实施例提供了一种地震数据噪声压制方法及装置、设备及存储介质。

2、第一方面，本公开的实施例提供了一种地震数据噪声压制方法，所述方法包括：

3、对获取的观测地震数据进行盲源分离，得到分离后统计独立的地震数据；

4、获取环境噪声数据，并确定所述环境噪声数据的方差，其中，所述环境噪声数据通过检波器采集得到；

5、基于预设噪声压制模型，根据所述分离后统计独立的地震数据以及所述环境噪声数据的方差，确定噪声压制后的地震数据。

6、在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：

7、对获取的观测地震数据进行数据中心化处理，再对数据中心化处理后的地震数据进行盲源分离。

8、在一种可能的实施方式中，所述对获取的观测地震数据进行盲源分离，得到分离后统计独立的地震数据，包括：

9、对获取的观测地震数据进行白化处理，得到白化处理后的地震数据；

10、基于白化处理后的地震数据求取分离矩阵；

11、根据获取的观测地震数据与分离矩阵，确定分离后统计独立的地震数据。

12、在一种可能的实施方式中，基于以下表达式，对获取的观测地震数据进行白化处理，得到白化处理后的地震数据：

13、

14、θ＝αβαt

15、

16、其中，为白化处理后的地震数据，x为获取的观测地震数据，θ为白化矩阵，β是由协方差矩阵的特征值组成的对角矩阵，矩阵α则是由特征值对应的特征向量组成的正交阵。

17、在一种可能的实施方式中，所述基于白化处理后的地震数据求取分离矩阵，包括：

18、随机生成初始分离矩阵，其中，所述初始分离矩阵w满足单位范数的性质；

19、按照以下表达式更新迭代初始分离矩阵，直到相邻两次迭代得到的分离矩阵之间的欧式距离小于预设阈值为止，确定迭代后的分离矩阵：

20、

21、g(·)选自以下表达式：

22、g1(y)＝tanh(a1y)

23、g2(y)＝yexp(-y2/2)

24、g3(y)＝y3

25、其中，g(·)为负熵的鲁棒近似函数，e(·)为均值运算，w为目标结果即分离矩阵，x～为白化处理后的地震数据。

26、在一种可能的实施方式中，所述根据获取的观测地震数据与分离矩阵，确定分离后统计独立的地震数据，包括：

27、分离矩阵除以所述分离矩阵的1范数的结果，作为标准化分离矩阵；

28、将标准化分离矩阵与获取的观测地震数据相乘的结果，作为分离后统计独立的地震数据。

29、在一种可能的实施方式中，通过以下表达式，基于预设噪声压制模型，根据所述分离后统计独立的地震数据以及所述环境噪声数据的方差，确定噪声压制后的地震数据：

30、

31、

32、t＝(|xi|+ad)2-4σ2(α+3)

33、

34、k＝d2p(0)2

35、其中，g(·)为噪声压制后的地震数据，x为观测地震数据，z为分离后统计独立的地震数据，σ为所述环境噪声数据的方差，d为有效信号的s的标准差，p(·)为非高斯分布的概率密度函数，α为概率密度函数的参数。

36、第二方面，本公开的实施例提供了一种地震数据噪声压制装置，包括：

37、分离模块，用于对获取的观测地震数据进行盲源分离，得到分离后统计独立的地震数据；

38、第一确定模块，用于获取环境噪声数据，并确定所述环境噪声数据的方差，其中，所述环境噪声数据通过检波器采集得到；

39、第二确定模块，用于基于预设噪声压制模型，根据所述分离后统计独立的地震数据以及所述环境噪声数据的方差，确定噪声压制后的地震数据。

40、第三方面，本公开的实施例提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器、通信接口和存储器通过通信总线完成相互间的通信；

41、存储器，用于存放计算机程序；

42、处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述的地震数据噪声压制方法。

43、第四方面，本公开的实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的地震数据噪声压制方法。

44、本公开实施例提供的上述技术方案与现有技术相比至少具有如下优点的部分或全部：

45、本公开实施例所述的地震数据噪声压制方法，对获取的观测地震数据进行盲源分离，得到分离后统计独立的地震数据；获取环境噪声数据，并确定所述环境噪声数据的方差，其中，所述环境噪声数据通过检波器采集得到；基于预设噪声压制模型，根据所述分离后统计独立的地震数据以及所述环境噪声数据的方差，确定噪声压制后的地震数据，本公开结合基于高阶统计量的独立分量分析技术，利用环境噪音估计记录中随机干扰方差，实现阈值法压制随机干扰，经实际资料试算，基于环境噪音统计特性的阈值法能够有效压制叠前地震记录中的随机噪音，为环境噪音的分析及应用打开了一个新的研究思路。

技术特征：

1.一种地震数据噪声压制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对获取的观测地震数据进行盲源分离，得到分离后统计独立的地震数据，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于以下表达式，对获取的观测地震数据进行白化处理，得到白化处理后的地震数据：

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于白化处理后的地震数据求取分离矩阵，包括：

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据获取的观测地震数据与分离矩阵，确定分离后统计独立的地震数据，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下表达式，基于预设噪声压制模型，根据所述分离后统计独立的地震数据以及所述环境噪声数据的方差，确定噪声压制后的地震数据：

8.一种地震数据噪声压制装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器、通信接口和存储器通过通信总线完成相互间的通信；

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的地震数据噪声压制方法。

技术总结本公开涉及一种地震数据噪声压制方法及装置、设备及存储介质，所述方法包括：对获取的观测地震数据进行盲源分离，得到分离后统计独立的地震数据；获取环境噪声数据，并确定所述环境噪声数据的方差，其中，所述环境噪声数据通过检波器采集得到；基于预设噪声压制模型，根据所述分离后统计独立的地震数据以及所述环境噪声数据的方差，确定噪声压制后的地震数据，本公开结合基于高阶统计量的独立分量分析技术，利用环境噪音估计记录中随机干扰方差，实现阈值法压制随机干扰，经实际资料试算，基于环境噪音统计特性的阈值法能够有效压制叠前地震记录中的随机噪音，为环境噪音的分析及应用打开了一个新的研究思路。技术研发人员：王岩,邬龙,王乃建,王涛,王明亮,李慧受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/16