地震数据高维统计滤波方法

摘要

地震数据的信噪比是地震波反演成像算法收敛性和结果精度的重要制约因素.基于线性信号模型的最佳预测滤波方法和基于随机信号概率分布特征的统计滤波方法是两种典型的滤波方法.重点讨论了地震数据统计滤波方法,基于实测数据的统计特征(或概率分布),在局部信号缓变的假设下,设计了各种高斯加权滤波器和中值类滤波器.高维空间中的地震信号具有显著的结构特征,为满足信号缓变的假设,需要发展沿着信号结构方向的高维统计滤波器.分析了邻域滤波器、双边滤波器、非局部均值滤波器三类各向异性高斯(加权)滤波器的设计思想.在非局部均值滤波算法的基础上设计了自适应搜索窗的非局部均值滤波方法,该方法采用局部数据窗的相关算法检测出滤波点附近的信号结构特征,依据地震数据变化自适应地改变非局部均值滤波器中的搜索窗.理论模型的数据测试表明,相比于固定搜索窗的非局部均值滤波算法,自适应搜索窗的非局部均值滤波方法能够在压制随机噪声的同时更好地保护有效地震信号.