[发明专利]一种地震图像增强方法

说明书

技术领域

本发明属于油气地球物理勘探领域，具体涉及一种地震图像增强方法。

背景技术

在地震资料裂缝检测中，曲率是最常用的方法，但是曲率属性方法的使用与地震资料的品质有很大的关系，曲率对噪音的敏感，增加了曲率裂缝检测的多解性，因此曲率属性使用之前的地震图像增强就显得至关重要。基于地震图像的裂缝检测方法是寻找地震图像的不连续性即图像的边缘，边缘往往是图像像素点突变的位置，非边缘位置的像素相对变化缓慢，我们总想尽可能让平坦的像素区域更平坦，并且边缘被保留或者被增强，以改善曲率属性的地震成像。

关于保边去噪的文献已经很多，基本思想是沿着同相轴的方向滤波，同时检测图像的边缘是否存在，若判断出边缘则滤波器变小甚至不进行滤波，滤波器一般选择高斯滤波器，这些方法在实际曲率属性的应用中取得了一定的效果，保边去噪后的地震图像横向连续性会明显增强，图像边缘处得到了加强，图像边缘处往往表现为地质上的断层、裂缝等。1996年weickert等人在偏微分方程中引入地震图像像素点的结构张量，扩散张量来寻找图像的边界，沿着平行图像的边缘设置一定的图像扩散速率，而垂直边界的方向上则设置较小的扩散速率，甚至不设置扩散速率，这样可以增强地震图像的同时，保留了图像的边缘信息。

weickert等人发明的各向异性扩散滤波核心思想是滤波器沿着同相轴方向滤波，局部同相轴的方向可以近似看成是水平的此时滤波器的滤波方向与地震数据的时间方向是垂直的，但是当同相轴的方向非水平时候，各向异性扩散滤波会随着时间的增加降低地震数据的时间分辨率；扩散滤波器实质上是高斯滤波器，而高斯滤波器对于增强地震信号的低频成分效果不明显，但是低频成分的增强对地震图像的增强又至关重要。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种地震图像增强方法，既能很好保持地震数据时间分辨率，又能增强地震图像横向连续性且能保护图像边缘信息。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种地震图像增强方法，所述方法包括：

(1)设计一维指数滤波器，并确定该一维指数滤波器的指数r；

(2)将所述一维指数滤波器拓展为二维指数滤波器；

(3)设地震数据的时间采样个数为T，三维地震数据设为A(x,y,t)，x,y,t分别为地震道号、地震线号以及时间，且t＝0,1,2,...T-1；

(4)截取地震数据的时间切片，记为：a(x,y)＝A(x,y,t_i)；

(5)将所述二维指数滤波器与a(x,y)做卷积得到每一个时间点对应的二维地震数据A'(x,y,ti)；

(6)判断t_i＝T-1是否成立，如果否，则更新t_i＝t_i+1，然后返回步骤(4)，如果是，则得到每个时间样点对应的二维数组A'(x,y,ti)，所有的二维数组A'(x,y,t_i)即构成滤波后的新的三维地震数据A″(x,y,t)。

所述步骤(1)中的一维指数滤波器如下：

其中，x(n)为一维指数滤波器，n为时间域指数滤波器的离散时间序列号，n＝0,1,2,3,4......N，N为指数滤波器的样点个数，k为离散频率序列号，i为虚数单位，Δf为频率采样间隔，Δt为时间采样间隔，截止频率Ny＝0.5/时间采样间隔。

所述步骤(1)中指数r的选取如下：

如果要增强图像横向连续性，则指数r的选择范围为大于0小于1；

如果要增强图像的细节，则指数r的选择范围为选大于1小于3。

所述步骤(2)是利用下式实现的：

其中，efil(m,n)为二维指数滤波器，x(n),x(m)是所述一维指数滤波器。

所述步骤(5)是利用下式来进行卷积的：

I'(i',j')＝I(i,j)*efil(m,n)(5)

将a(x,y)作为I(i，j)代入(5)式中，求得每一个时间点对应的二维地震数据A'(x,y,t_i)。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：利用本发明方法在增强图像连续性的同时，保持了非线性地增强图像的边缘，而且本方法中沿着时间切片的滤波方式也会保持数据的时间分辨率。

附图说明

图1-1是初始地震数据(t＝0)。

图1-2是初始地震数据的三维各向异性扩散滤波效果图(t＝4)。