一种频率波数域单程波正演联合去除假频方法

本发明涉及声波处理，尤其涉及一种频率波数域单程波正演联合去除假频方法。

背景技术：

1、频率波数域数值计算会引入假频，这是因为在双域重构数值信号时由于傅里叶变换的折叠效应、采样不足、数值截断或数值计算产生奇异值等数学意义上操作不当而引起非物理的信号扭曲或人为噪音。波场快照集合是一个三维数据体，其二维显示格式为。由于波场中没有考虑滤波或去假频处理，整个波场中产生了多种计算噪音。

2、这些人为噪音的强能量影响了有效地震波前面的振幅性质。没有消除假频的波场应用于偏移上，由于多炮多道集相互干涉，可以部分压制这三类假频，而对偏移结果不产生重大影响；而应用于对振幅信息敏感的反演上，会直接导致反演方法失败，因而，频率波数域单程波正演中的假频类型识别与应用合理去噪技术是保幅单程波技术成功与否的关键。

技术实现思路

1、本发明公开一种频率波数域单程波正演联合去除假频方法，旨在解决背景技术中提出来的异值假频，傅里叶折叠效应，和边界噪音三种类型的假频的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种频率波数域单程波正演联合去除假频方法，在频率波数域与时空域同时消除由于傅里叶变换的折叠效应、采样不足、数值截断或数值计算产生奇异值数学意义上操作不当而引起非物理的信号扭曲或人为噪音，具体技术方案包括以下步骤：

4、步骤1：消除奇异值假频：

5、步骤2：消除人工边界噪音；

6、步骤3：消除傅里叶折叠效应；

7、步骤4：消除假频后输出正确的单程波方程。

8、在一个优选的方案中，所述步骤1具体包括以下步骤：

9、s1-a:震源子波复数频率消除法；

10、s1-a1：将频率域子波中实数频率f替换成复数f+idf；其中，频率域复频子波表达式为：

11、

12、s1-a2：对公式(1)反傅里叶变换，得公式(2)：

13、

14、s1-a3：将公式(2)频率域复频子波作为波场源函数进行单程波算子外推，获得频率波数域波场值为dwf(kz,kx,ω)，其中，kx∈[kxmin,kxmax]，kz∈[kzmin,kzmax]；e-2πdft为变换函数，逆变换函数为e2πdft。

15、在一个优选的方案中，所述步骤2具体包括以下步骤：

16、s2-a：消除频率波数域边界噪音；

17、s2-a1：当kx∈(-∞,kxmin)时，定义频率波数域波场为

18、

19、s2-a2：当kx∈(kxmax,+∞)时，定义频率波数域波场为

20、

21、s2-a3：当kz∈(-∞,kzmin)时，定义频率波数域波场为

22、

23、s2-a4：当kz∈(kzmax,+∞)时，定义频率波数域波场为

24、

25、s2-b：消除时空域人工边界噪音；

26、s2-b1：当x∈(-∞,xmin)时，定义时空域波场为

27、

28、s2-b2：当x∈(xmax,+∞)时，定义时空域波场为

29、

30、s2-b3：当z∈(-∞,zmin)时，定义时空域波场为

31、

32、s2-b4：当z∈(zmax,+∞)时，定义时空域波场为

33、

34、在一个优选的方案中，所述步骤3具体包括以下步骤：

35、s3-a:消除时空域傅里叶折叠效应，将时间采样长度nt增加至nt+mt；

36、s3-b:消除频率波数域傅里叶折叠效应。将横向波数采样长度nkx增加至nkx+mkx；将纵向波数采样长度nkz增加至nkz+mkz。(

37、在一个优选的方案中，所述步骤4具体包括以下步骤：

38、s4-a：根据公式(2)的傅里叶变换结果，计算逆变换函数e2πdft；s4-b：计算频率波数域波场dwf(kz,kx,ω)＝dwf(kz,kx,ω)*e2πtdf；

39、s4-c：做时空域傅里叶反变换，得到联合去假频之后的单程波波场dwf(z,x,t)。

40、由上可知，一种频率波数域单程波正演联合去除假频方法，在频率波数域与时空域同时消除由于傅里叶变换的折叠效应、采样不足、数值截断或数值计算产生奇异值数学意义上操作不当而引起非物理的信号扭曲或人为噪音，具体技术方案包括以下步骤：

41、步骤1：消除奇异值假频：

42、步骤2：消除人工边界噪音；

43、步骤3：消除傅里叶折叠效应；

44、步骤4：消除假频后输出正确的单程波方程。本发明提供的频率波数域单程波正演联合去除假频方法具有合理去噪技术，尤其针对声介质中的单程波正演方程，可以推广至弹性介质与粘弹性介质。

技术特征：

1.一种频率波数域单程波正演联合去除假频方法，其特征在于，在频率波数域与时空域同时消除由于傅里叶变换的折叠效应、采样不足、数值截断或数值计算产生奇异值数学意义上操作不当而引起非物理的信号扭曲或人为噪音，具体技术方案包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种频率波数域单程波正演联合去除假频方法，其特征在于，所述步骤1具体包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的一种频率波数域单程波正演联合去除假频方法，其特征在于，所述步骤2具体包括以下步骤：

4.根据权利要求1所述的一种频率波数域单程波正演联合去除假频方法，其特征在于，所述步骤3具体包括以下步骤：

5.根据权利要求1所述的一种频率波数域单程波正演联合去除假频方法，其特征在于，所述步骤4具体包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种频率波数域单程波正演联合去除假频方法，1、在频率波数域与时空域同时消除由于傅里叶变换的折叠效应、采样不足、数值截断或数值计算产生奇异值数学意义上操作不当而引起非物理的信号扭曲或人为噪音，具体技术方案包括以下步骤：步骤1：消除奇异值假频：步骤2：消除人工边界噪音；步骤3：消除傅里叶折叠效应；步骤4：消除假频后输出正确的单程波方程。本发明公开的频率波数域单程波正演联合去除假频方法具有具有合理去噪技术，尤其针对声介质中的单程波正演方程，可以推广至弹性介质与粘弹性介质。技术研发人员：徐文君,孙胜利,林长青受保护的技术使用者：中国科学院上海技术物理研究所技术研发日：技术公布日：2024/8/20