[发明专利]变窗口加权地震数据尖峰噪声压制方法

说明书

本发明涉及一种变窗口加权地震数据尖峰噪声压制方法。是针对尖峰噪声具有能量强、出现时间随机和频带宽等特点，噪声源复杂和多变导致多个尖峰噪声具有不同的持续时间和频带宽度，采取固定窗长的尖峰噪声压制方法往往不能良好的压制，且自适应性能较差等诸多问题。经试验，本发明的方法针对受不同持续时间的强尖峰噪声干扰的地震数据具有良好的压制效果，不仅有效地压制了尖峰噪声并且根据检测的尖峰噪声变化窗长自主估计权值得以保留了信号的特征。与现有的中值替代方法相比，对识别尖峰噪声的分辨率更高，充分的保留了信号能量，同时适用于不同的环境情况下，实时分析尖峰噪声的特征并进行压制，有效保证采集的数据质量。

技术领域：

本发明涉及一种地震数据处理方法，尤其是基于持续时间的变窗口加权地震数据尖峰噪声压制方法，特别适用于受尖峰噪声干扰严重的地震信号去噪处理。

背景技术：

地震勘探数据采集过程中噪声环境非常复杂，采集到的地震数据除了随机噪声和工频干扰，还存在显著的尖峰噪声，随着数据信噪比越低，尖峰噪声出现的频次越多，采集数据质量大幅下降。尖峰噪声在信号幅度上通常与信号幅度相近或明显高于信号和其他种类噪声，因此大量尖峰噪声的存在导致有效信号难以检测识别。

目前针对尖峰噪声常用的压制方法有时域零替代法、时域均值替代法、非线性能量和统计叠加等方法。零替代法、均值替代法和非线性能量等方法通常选择一个固定的窗长计算其中值，对于复杂环境噪声，尖峰噪声持续时间多变，当尖峰噪声持续时间长且信号频率较高时，替代值并不能反映信号的真实特征；零替代法以牺牲尖峰噪声时刻的信号能量为代价，当尖峰噪声出现频次较多，造成信号大幅损失且不可恢复。统计叠加法需要多次采集数据，提高采集成本，对于已采集结束的数据无法应用该方法。

发明内容：

本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种基于持续时间的变窗口加权地震数据尖峰噪声压制方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种变窗口加权地震数据尖峰噪声压制方法，包括以下步骤：

a、读取一道含多尖峰噪声干扰的地震信号x(n)(n＝1,2,...,N)，N为地震信号总采样点数，通过观察分析含尖峰噪声的时域波形，确定尖峰噪声的最短持续时间t_p，信号采样率为Fs；

b、计算地震信号x(n)的特征函数

利用递归法计算地震信号振幅的短时变化量

长时变化量

式中L_l和L_s为整数，且满足0.01Fs≤L_s≤9Fs·t_p且L_l/L_s＝2；定义

c、定义尖峰噪声的检测阈值

d、满足ψ(n)＞η所有连续采样点区间Ε＝{Ε₁,Ε₂,...,Ε_K}，K为超过阈值的连续采样点区间的个数，第k个连续采样点区间为和为该连续采样点区间起始采样点序号和终止采样点序号,k∈[1,K]；

e、对每一个Ε_k判断其长度是否满足条件

若满足条件，该区间则被认为存在尖峰噪声，否则视为不存在尖峰噪声；