[发明专利]CPU/GPU协同并行计算的混合域全波形反演方法

权利要求书

1.CPU/GPU协同并行计算的混合域全波形反演方法，其特征在于所述方法包括下述步骤：1，将波形反演的正演部分放到时间域；2，采用离散傅里叶变换提取频率域波场，并转到频率域进行反演；其中，上述步骤1、2是在GPU中完成计算的。

2.根据权利要求1所述的混合域全波形反演方法，其特征在于所述步骤具体包括：第一步，选取最优反演频率，并读取初始模型，反演参数及其他反演所需参数；第二步，按照设定好的反演频率进行频率组循环或单频点循环，循环方式采用迭代循环；

第三步，进入炮点循环，读取单炮数据，确定单炮的成像孔径范围，并将相应的速度场由内存传输到GPU显存中；

第四步，用空间高阶时间域传播算子对震源进行正传，同时消除边界反射波；在正传的每个传播时刻内，记录地表接受波场，同时利用DFT抽取相应反演频率的频率域正传波场，即对每个时刻的波场快照计算该时刻波场对当前频率域波场的贡献，对这些贡献进行累加；

第五步，在时间域，对地表接受波场和实际炮记录做差，同时计算该反演频率对应的目标函数值；

第六步，以残差波场作为震源，利用时间域传播算子对其进行反传，利用DFT抽取相应反演频率的频率域波场，即累加所有时刻时间域波场对当前频率域波场的贡献；

第七步，计算当前炮记录在当前频率或频率组下对应的梯度场；

第八步，对下一炮集，重复第三步到第七步，同时累加该共炮点道集在当前频率下的梯度场，直到所有炮点循环完毕，然后求取此梯度场中的最大值，用于优化步长的选取；

第九步，利用抛物线拟合法求取优化步长；

第十步，用优化步长和梯度场更新速度场，将此速度场继续存放在GPU显存中，用于下次迭代，重复上述步骤二到九，直到满足迭代终止条件或者达到最大迭代次数，然后进行下个频率或频率组的反演；

第十一步，当所有的频率或频率组均反演完毕，将最终更新的速度场由GPU显存传输到内存，并写入存储器中，完成反演过程；

其中，所述第四步至第十步的过程由GPU进行并行加速运算。

3.根据权利要求2所述的混合域全波形反演方法，其特征在于所述第四步采用最佳匹配层，即PML边界条件消除边界反射波。