MP算法在地震波阻抗反演中的应用

当孔隙中充填油气后,波阻抗相对较低,准确反演地下地质体波阻抗信息可在一定程度上为油气检测提供依据。利用基于雷克子波原子库的匹配追踪(MP)算法对地震信号进行稀疏分解,进而可实现对地下地质体的高精度波阻抗反演。模型试算表明,MP算法可以用于地震信号的稀疏分解,且两层间厚度λ/4调谐时,仍可大体反映层位及系数的相对大小关系。通过对实际地震资料的计算表明,该算法也适用于实际资料,且与实钻情况吻合。     

基于混合优化算法的地震数据匹配追踪分解

以5个参数(幅度、频率、相位移、尺度因子、时移)控制的Morlet小波作为匹配子波原子,在确定控制参数的过程中,提出应用具有全局优化能力的粒子群优化算法与具有局部优化能力的BFGS算法的混合优化算法,能够使得匹配追踪算法不再依赖于复数道分析确定子波原子的振幅、频率和相位的初值.控制子波时间延续长度的尺度因子是一个重要的参数.匹配追踪分解后,消除较小和较大的尺度因子和分解终止时的剩余信号能够有效地压制地震数据噪声.利用局部函数解析表达式和残差信号能量进行有效地控制算法的迭代次数可以提高计算效率.数值试验和实际资料的应用均表明:利用本文方法能够压制地震数据噪声,对地震信号快速地、精确地进行时频谱分析,为烃类检测和储层描述提供有效的手段.     

基于相位扫描的地震子波提取方法研究

以常相位假设为基础,通过计算随信号相位发生变化的目标函数值来对地震记录进行相位扫描,以寻求最能逼近子波真实形态的常相位值,并应用此相位及地震记录的振幅谱合成地震子波,达到地震子波提取的目的。在以往通用目标函数的基础上,增加了对信号相位特征反映更为敏感的绝对峰度准则目标函数,并在统计平均意义下,采用多目标联合扫描的方式求取信号相位,使其更能准确、真实地反映子波的相位特征,同时也能提高抗干扰能力。模拟试验证实了该方法的可行性和有效性,进一步通过对实际资料的子波估计以及应用估计的子波进行反褶积处理的结果论证了该方法的实用价值。     

基于改进遗传算法和Sin-Chirplet原子的调频雷达信号稀疏分解

为构建合适的时频原子库和信号分解算法,提出一种基于改进遗传算法和Sin-Chirplet原子的调频雷达信号稀疏分解算法.这种新的Sin-Chirplet原子在Chirplet原子的基础上增加正弦调频因子,改善原子时频曲线的弯曲性能,使原子对非线性调频信号具有较强的匹配性能.然后基于原子的匹配特性,改进遗传算法中初始原子种群产生机制,提高了最佳原子搜索速度.理论分析和仿真结果表明,基于改进遗传算法的信号稀疏分解效率高于传统遗传算法和匹配追踪算法.相比现有的3种典型时频原子,Sin-Chirplet原子的匹配性能良好,可以更有效地分解调频雷达信号及其混合信号.     

基于匹配追踪的叠前道集吸收补偿和频散校正

基于匹配追踪算法,对地震道集吸收和频散进行补偿。首先,运用匹配追踪算法对叠前道集作匹配分解,以零偏移距匹配子波建立随子波中心时间和中心频率乘积值变化的振幅衰减曲线,进而得到不同匹配子波衰减振幅的增益系数;然后,基于射线路径获取零偏移距吸收衰减与非零偏移距吸收衰减间的关系,运用零偏移距振幅增益系数与道集角度计算各个角度地震道的匹配子波振幅增益系数;最后,用振幅增益系数对不同匹配子波衰减振幅分别进行吸收补偿,并重构地震信号;对于频散影响,通过匹配子波求取品质因子进行频散校正。数据资料测试发现,深部吸收衰减能量得到有效补偿,同时消除了吸收对振幅随偏移距变化特征的影响。     

基于GA和过完备原子库划分的MP信号稀疏分解算法

信号稀疏分解计算量大是阻碍其实时应用的主要因素.研究基于匹配追踪(Matching Pursuit)方法实现的信号稀疏分解算法,提出了基于过完备原子库集合划分的、分两阶段搜索的、遗传算法快速寻找MP过程中每一步分解的最佳原子,在稀疏分解重建信号质量不变的条件下,提高了稀疏分解的速度.算法的有效性为实验结果所证实.     

基于位置参数二分法控制的信号稀疏分解

研究基于匹配追踪方法实现的信号稀疏分解算法。通过对信号稀疏分解中使用的过完备原子库的结构特性分析,找到中心位置,构造时频原子库,利用二分法控制中心位置参数,将信号快速稀疏分解,应用于基于中心位置参数的改进贪婪匹配追踪算法。该算法与匹配追踪相比,计算速度大约提高了36倍,降低了计算复杂度,提高了稀疏分解的精度。通过对仿真数据的处理验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于稀疏分解的分块图像压缩编码算法

以压缩感知理论为基础,将匹配追踪(Matching Pursuit,简称MP)算法运用到图像的压缩编码中.首先,阐述了原子库的构建方法,之后,采用分块感知压缩图像分解方法,降低了分解的运算复杂度,最后,针对传统MP算法编码率不高的问题,利用MP原子能量与位置分布特点,对原子系数和位置参数进行编码,并提出了MP原子编码方法.实验结果表明,采用分块感知压缩图像分解方法,能有效地降低稀疏分解的计算复杂度,其压缩编码方法在保持传统MP图像编码优势的前提下,能有效地提高编码性能和编码率,体现了稀疏分解较传统分解方法的优势.     

基于Morlet小波尺度参数寻优的匹配追踪时频分析

与短时傅里叶变换、连续小波变换、广义S变换等时频分析方法相比,匹配追踪方法具有更高的时频分辨率,但传统的贪婪迭代算法计算效率较低。以Morlet小波作为时频原子进行匹配追踪,通过分析尺度因子不同时Morlet小波时频原子在时间域的形态,比较信号向频率、相位和延时相同,仅尺度因子不同的不同时频原子投影的投影值,认为尺度因子对时频原子的形态具有较强的控制作用,因而对时频原子和信号局部特征的匹配性能具有较强的控制作用。基于以上分析,在利用复地震道计算信号的瞬时信息作为时频原子频率、相位和时延等参数的基础上,对Morlet小波时频原子的尺度参数首先进行一维寻优,在得到最佳尺度因子基础上对时频原子参数进行微调,提高了计算效率。针对模型测试了算法的有效性及在去除噪声和薄层厚度求取等方面的应用前景。     

声表面波标签信号的数据融合检测方法

采用基于匹配追踪(MP)-小波包(WP)原子分解的数据融合算法估计声表面波标签的特征参数.该方法采用MP-WP原子分解方法从包含噪声的接收信号中估计出声表面波标签的脉冲响应,利用估计值和原始值得到估计方差,并依此计算多次接收信号的权重分布.在此基础上,采用基于均方误差的权重数据融合算法融合接收到的标签信号.构建了相位检测系统并对融合方法进行了实验验证.结果表明,在相同的累计次数下,融合方法比算术平均在脉冲峰值和位置上都更接近于真值.     

炸药震源和可控震源资料相位差异校正方法

在山前带或城区等复杂地表的地震勘探中,为提高地震资料采集的质量,经常选用炸药震源和可控震源联合激发的工作方式.但两种震源采集的地震资料在相位方面存在明显差异.常规的地表一致性反褶积,基本上没有考虑子波的相位特性,其主要目标是校正子波的振幅谱,由此降低了地震资料处理的质量.提出了基于多道自相关函数统计平均的两步法统计子波反褶积方法,并用估算的最小相位子波得出的反褶积算子对地震数据进行了反褶积处理.研究表明,该方法估算出来的最小相位子波受反射系数影响小,在复杂地表地震资料处理中,可达到压缩地震子波、消除子波相位差异的目的,使资料真正实现同相叠加,有效提高了地震资料的信噪比和分辨率,并在一定程度上实现了相对振幅保持.     

炸药震源和可控震源资料相位差异校正方法

在山前带或城区等复杂地表的地震勘探中，为提高地震资料采集的质量，经常选用炸药震源和可控震源联合激发的工作方式。但两种震源采集的地震资料在相位方面存在明显差异。常规的地表一致性反褶积，基本上没有考虑子波的相位特性，其主要目标是校正子波的振幅谱，由此降低了地震资料处理的质量。提出了基于多道自相关函数统计平均的两步法统计子波反褶积方法，并用估算的最小相位子波得出的反褶积算子对地震数据进行了反褶积处理。研究表明，该方法估算出来的最小相位子波受反射系数影响小，在复杂地表地震资料处理中，可达到压缩地震子波、消除子波相位差异的目的，使资料真正实现同相叠加，有效提高了地震资料的信噪比和分辨率，并在一定程度上实现了相对振幅保持。     

子空间法单输入多输出系统混合相位地震子波提取

针对高阶统计量混合相位地震子波提取方法要求地层反射系数是非高斯白噪声,并且子波提取速度较慢的缺陷,提出子空间法单输入多输出系统(SIMO)混合相位地震子波提取方法,即基于信号和噪声子空间正交的原理,建立二次型的目标函数,通过对目标函数进行优化就可以提取出混合相位的地震子波,它不需要对地层反射系数做任何假设,因此完全不同于高阶统计量地震子波提取.模型试验和实际应用结果表明,子空间法SIMO系统混合相位子波提取速度快且准确度高,非常适合于无井和井资料不可靠地区的地震子波提取,具有广阔的应用前景.     

基于高阶谱的地震子波估计

常规的地震子波估计是在假设子波为最小相位的基础上对地震记录进行处理.针对这一局限性,研究了基于地震记录高阶谱的地震子波估计方法.该方法无需对子波作任何假设,直接从地震记录的高阶谱中恢复地震子波的振幅谱和相位谱,进而重构地震子波,并对不同相位地震子波的理论模型和野外实际资料进行了处理,结果表明这一方法对于提高地震资料的分辨率具有可行性和应用潜力.     

交互地震子波提取技术

利用子波的最大相位和最小相位分解技术,在复赛谱域得到一组具有相同振幅谱、不同相位谱的子波集合。根据方差模最大等数学物理准则以及用户对地震资料的先验信息和处理要求,借助于交互处理工具,用户可以从子波集合中确定其希望并认可的地震子波,从而完成子波反褶积、子波零相位化等提高分辨率的处理工作,达到识别和追踪薄层反射的地质要求。对物理模型采集的地震记录和实际野外采集的地震记录进行了子波提取实验,并利用提取的地震子波对地震资料进行了提高分辨率处理。实验结果证明了该方法的正确性和有效性。     

基于PSO-MP直流双电源转换控制算法研究

直流系统中的电压多频率纹波叠加、电压暂降与纹波叠加等复合电能质量问题会直接影响负荷的连续供电.针对复合直流电能质量问题,提出一种基于粒子群优化匹配追踪算法(PSO-MP)的双电源转换控制算法.该算法通过PSO算法对原子库信号进行粗搜索及MP算法的细搜索来完成复合直流电能质量问题检测.算例分析不仅验证了所提出算法的有效性...     

交互地震子波提取技术

利用子波的最大相位和最小相位分解技术，在复赛谱域得到一组具有相同振幅谱、不同相位谱的子波集合。根据方差模最大等数学物理准则以及用户对地震资料的先验信息和处理要求，借助于交互处理工具，用户可以从子波集合中确定其希望并认可的地震子波，从而完成子波反褶积、子波零相位化等提高分辨率的处理工作，达到识别和追踪薄层反射的地质要求。对物理模型采集的地震记录和实际野外采集的地震记录进行了子波提取实验，并利用提取的地震子波对地震资料进行了提高分辨率处理。实验结果证明了该方法的正确性和有效性。     

保持信噪比的相位分解反褶积方法研究

反褶积是目前提高地震数据分辨率的主要方法,传统的反褶积大都建立在地震子波最小相位的假设之上,这 与实际情况下地震子波更接近混合相位的事实不符。由于地层的吸收作用,实际地震信号中的高频成分较弱,很容易 受到高频噪声的污染。地震记录经过常规反褶积处理之后,在提高分辨率的同时,降低了地震记录的信噪比,信噪比 与分辨率的矛盾在实际地震勘探中十分突出。为此,提出一种基于相位分解并能保持信噪比的混合相位子波反褶积 方法,实现混合相位子波反褶积,在提高地震记录分辨率的同时,能自动控制高频噪声对地震资料信噪比的影响,使得 分辨率和信噪比达到相对和谐,提高地震记录表征地下构造的能力。     

K-L分解在可控震源锁相控制中的应用

可控震源相位畸变使地震子波旁瓣能量增强,主瓣分辨率降低,从而降低地震勘探的分辨率。由于可控震源-大地耦合条件多变,导致可控震源激发力信号中含有较强随机噪声,在锁相环中采用常规过零检测方法难以对该反馈信号进行准确的相位检测,这严重影响了可控震源锁相控制系统的应用效果。为了提高可控震源锁相控制中反馈信号的相位检测精度,提出一种基于K-L分解的可控震源激发力信号相位提取方法。理论分析和实验表明,对于通带内含有强高斯噪声的可控震源激发信号,K-L分解方法利用其去除信号与噪声相关性的能力,不但能够显著提高可控震源反馈信号的信噪比,而且不损害原有信号的相位特性。将其应用于轻便电磁式可控震源的锁相控制中,结果表明该方法不但解决了锁相环的噪声敏感问题,而且显著提高了可控震源的相位控制质量和地震子波质量。     

应用神经网络技术提高地震资料分辨率

通过神经网络技术以井数据和井旁地震数据作为输入,学习它们之间的褶积关系,利用这种关系可以求出地震子波通过求取子波的逆即得到反子波,使建立在褶积模型基础上的地震数据可以与反子波褶积得到波形压缩提高资料的分辨率。该方法和传统的反褶积方法的区别在于对子波没有最小相位假设,而地震子波一般是混合相位的．同时有井数据的参与使得对目的层的子注求取更为准确,通过反褶积使地震波形得到很好的压缩,提高了分辨率