历史地震图波形曲线提取方法研究

摘要

本文引入hessian阵的概念，并将其与跟踪的方法结合，提出了一种新的地震波曲线全自动提取算法。对于一幅地震图，其灰度值和点的坐标可以构成一幅灰度值的三维曲面。对于这个曲面，地震波曲线将以“沟”或者“脊”的形式呈现，反应到曲面曲率上，即地震波曲线点的曲率很大;而地震图背景区域以“平原”的形式呈现，曲面曲率较小，显然这些“沟”的最低地或者“脊”最高点就是本文要提取的地震波曲线点。这些曲线点在曲面上有以下两个特点:灰度值局部最小或局部最大;沿该点曲率最大方向求二阶偏导，其值为局部最大。依据hessian阵的微分几何意义，曲面任一点的二阶导数信息可以通过hessian阵的特征向量描述，其中hessian阵的特征值表示了曲面在该点的特征，即最大特征值与其对应的特征向量分别代表曲面在该点最大曲率的强度和方向。将hessian阵的性质与曲线点特征相结合，依据地震波曲线的局部性质和全局性质，将地震波曲线提取出来。实验结果证明，本文提出的算法可以很好的完成地震波曲线的提取。