卷积Mamba模型驱动的地震随机噪声压制方法

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作者 韦秀娟 刘兴业 周怀来 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第5期196-206,共11页

【背景】地震随机噪声压制是提升地震资料质量的关键环节之一,数据驱动的深度学习方法提供了一种智能解决方案。然而,主流的基于卷积神经网络的随机噪声智能压制方法受限于局部感受野特性,导致去噪过程中局部细节与宏观结构的协同优化不... 【背景】地震随机噪声压制是提升地震资料质量的关键环节之一,数据驱动的深度学习方法提供了一种智能解决方案。然而,主流的基于卷积神经网络的随机噪声智能压制方法受限于局部感受野特性,导致去噪过程中局部细节与宏观结构的协同优化不足,进而影响噪声压制精度。广泛应用于全局特征提取的Transformer模型通过自注意力机制能够有效捕获长距离依赖关系,理论上可弥补卷积神经网络在全局建模能力方面的局限性。但其计算慢,资源占用大,应用受限。【目的和方法】针对上述问题,提出了融合卷积Mamba的地震数据随机噪声压制网络(CMUNet)。基于二维选择性扫描技术(沿水平、垂直双方向遍历输入数据),通过状态空间方程构建全局动态系统,实现对地震数据时空特征的跨尺度特征提取,借助Mamba模型的硬件感知并行扫描算法降低计算资源消耗,保证去噪效果的同时提升计算效率。针对地震数据的特点,设计卷积-Mamba混合模块,在UNet编码器中构建层次化特征提取路径,即浅层CNN聚焦局部噪声模式识别,深层Mamba捕获大尺度地质结构关联性;进一步引入残差通道注意力门控,强化有效信号与噪声的特征可分性。【结果和结论】对于合成数据测试,提出的方法相较于UNet在信噪比、峰值信噪比和结构相似性上分别提高了2.4 dB、2.4 dB和0.0056,表现出对随机噪声的有效压制能力及对有效信号的保护能力。在野外实际地震数据应用中,局部相似性图像分析结果显示较低的局部相似值,进一步印证了该方法对有效信号的损伤程度低,展现出更优的保幅性,具有良好应用前景。 展开更多

关键词 地震随机噪声压制 深度学习 卷积神经网络 状态空间模型 Mamba

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基于ICEEMDAN和分布熵的SS-Y伸缩仪信号随机噪声压制方法 被引量：3

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作者 吴林斌 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2024年第4期429-435,共7页

结合改进的自适应噪声完备集合经验模态分解(ICEEMDAN)与分布熵(DistEn),提出一种无需自定义算法参数、去噪效果较好的伸缩仪信号随机噪声压制方法。首先将伸缩仪信号进行ICEEMDAN处理,得到若干个本征模态函数(IMF);然后计算各IMF分量... 结合改进的自适应噪声完备集合经验模态分解(ICEEMDAN)与分布熵(DistEn),提出一种无需自定义算法参数、去噪效果较好的伸缩仪信号随机噪声压制方法。首先将伸缩仪信号进行ICEEMDAN处理,得到若干个本征模态函数(IMF);然后计算各IMF分量的分布熵值,根据不同分布熵值的大小和表征的分量信号混乱程度,有针对性地对各IMF进行取舍;最后进行线性重构。设计仿真信号去噪实验和SS-Y伸缩仪信号去噪实验,结果表明,基于ICEEMDAN-DistEn去噪模型的伸缩仪信号重构还原度较好,去噪效果显著,明显优于CEEMDAN-DistEn、小波去噪和卡尔曼滤波等去噪模型。 展开更多

关键词 SS-Y伸缩仪 随机噪声压制 改进的自适应噪声完备集合经验模态分解 分布熵 信噪比

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基于扩散模型的地震数据随机噪声压制方法 被引量：1

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作者 吴迪 文武 +1 位作者 门哲 马一凡 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期1252-1259,共8页

地震数据中的随机噪声毫无规律,常规去噪方法难以达到理想的效果,影响后续的地震数据解释和分析。为此,提出一种基于扩散模型的地震信号去噪方法。该方法的前向扩散过程是通过对地震数据进行一定程度的加噪,将地震数据变成存在大量各向... 地震数据中的随机噪声毫无规律,常规去噪方法难以达到理想的效果,影响后续的地震数据解释和分析。为此,提出一种基于扩散模型的地震信号去噪方法。该方法的前向扩散过程是通过对地震数据进行一定程度的加噪,将地震数据变成存在大量各向同性的高斯噪声的含噪地震数据,再利用训练后的扩散模型对含噪数据进行重建,提高地震数据的信噪比。预测网络部分是基于改进的U-Net网络,该网络中引入了注意力模块和ResNet模块,以提高网络对重要区域的关注度,避免深度网络中的梯度消失问题。理论数据和实际数据的应用结果均验证了文中方法的有效性。该方法去噪效果远超FX滤波、SVD等传统去噪方法,同时也比经典的深度学习网络CNN、GAN更加优秀,能够完整地保留有效信号,极大提升地震数据的质量。 展开更多

关键词 随机噪声压制 扩散模型 残差模块 注意力模块

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基于结构保护去噪神经网络的地震数据随机噪声压制 被引量：4

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作者 赵振聪 饶莹 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3841-3850,共10页

随机噪声压制是地震数据处理中的重要环节,直接关系到后续地震资料处理和解释质量.与相干噪声不同,随机噪声具有频谱较宽、规律性差等特点,很难利用常规方法区分随机噪声与地震数据有效信号.相较于传统的基于稀疏域的噪声压制方法,基于... 随机噪声压制是地震数据处理中的重要环节,直接关系到后续地震资料处理和解释质量.与相干噪声不同,随机噪声具有频谱较宽、规律性差等特点,很难利用常规方法区分随机噪声与地震数据有效信号.相较于传统的基于稀疏域的噪声压制方法,基于神经网络深度学习的随机噪声压制方法具有自动化程度高的特点.现有的网络结构在压制地震数据随机噪声时,不可避免地破坏地震数据结构,尤其是对于含有复杂构造的地震数据.基于以上问题,本文在充分探索地震数据随机噪声特征的基础上,利用结构保护的深层卷积神经网络对野外采集的含噪地震数据进行随机噪声压制研究.研究中利用模拟数据与真实去噪地震数据作为标签数据对,结构保护的深层卷积神经网络可以学习含噪和去噪地震数据之间的内在特征联系.考虑到常规神经网络在地震数据随机噪声压制过程中不能有效保护地下复杂结构特征,文中采用地震数据局部倾角作为约束,并通过修改目标函数达到保护地震数据结构特征的目的.文中利用模拟数据与野外地震数据,对本文方法的噪声压制能力与常用的包括中值滤波、多道奇异谱分解方法在内的地震数据随机噪声压制方法进行了分析对比.数值结果表明,深层卷积神经网络可以有效压制地震数据中的随机噪声,地震倾角的加入可以有效保护地震数据中的复杂构造特征. 展开更多

关键词 叠后 随机噪声压制 神经网络 局部地震倾角 结构保护

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PCA优化CEEMD的DSQ水管倾斜仪信号随机噪声压制方法

5

作者 郭晓菲 欧同庚 刘天龙 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2024年第9期978-984,共7页

提出一种基于主成分分析(PCA)优化完备集合经验模态分解(CEEMD)的DSQ水管倾斜仪信号随机噪声压制方法CEEMD-PCA。该方法融合了相关系数、分布熵、MSE、R^(2)、SSE、RMSE、MAE、MAPE等8个IMF分量质量评价指标,借助PCA实施指标值矩阵的降... 提出一种基于主成分分析(PCA)优化完备集合经验模态分解(CEEMD)的DSQ水管倾斜仪信号随机噪声压制方法CEEMD-PCA。该方法融合了相关系数、分布熵、MSE、R^(2)、SSE、RMSE、MAE、MAPE等8个IMF分量质量评价指标,借助PCA实施指标值矩阵的降维压缩,将其转化为一个能代表全部不同类型指标特点的新参数,并构建IMF分量质量综合评价函数,根据分数排名结果完成原始含噪信号的线性重构。仿真信号和实测信号去噪实验结果皆表明,CEEMD-PCA模型优于卡尔曼滤波、70阶低通FIR滤波等经典模型,能提高原始信号的信噪比,精准完成信号重构,更好地保留有效成分。 展开更多

关键词 DSQ水管倾斜仪 随机噪声压制 完备集合经验模态分解 主成分分析 特征融合

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DSQ水管倾斜仪信号随机噪声压制研究

6

作者 郭晓菲 刘军 +4 位作者 陈志高 吴林斌 赵义飞 彭驰 徐春阳 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2024年第1期95-99,共5页

基于自适应噪声完备集合经验模态分解CEEMDAN和小波去噪,提出一种DSQ水管倾斜仪信号随机噪声压制方法。首先将信号进行CEEMDAN分解,得到若干个本征模态函数IMF,分解数量随不同信号噪声动态变化;然后计算每条IMF和原信号的相关性系数,对... 基于自适应噪声完备集合经验模态分解CEEMDAN和小波去噪,提出一种DSQ水管倾斜仪信号随机噪声压制方法。首先将信号进行CEEMDAN分解,得到若干个本征模态函数IMF,分解数量随不同信号噪声动态变化;然后计算每条IMF和原信号的相关性系数,对处于系数阈值范围内的IMF作小波变换处理;最后执行线性重构,得到去噪后的信号。仿真和实际去噪实验结果表明,随机噪声压制效果明显,信号有效成分保留比率较高,优于其他同类方法。 展开更多

关键词 DSQ水管倾斜仪 随机噪声压制 自适应噪声完备集合经验模态分解 小波变换 皮尔森相关系数

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基于三维各向异性拉普拉斯滤波的随机噪声压制方法及应用 被引量：9

7

作者 刘宏杰 毛海波 +2 位作者 杨晓海 李文捷 蒋立 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期522-528,484,共8页

准噶尔盆地叠后地震资料随机噪声压制主要采用三维空间预测滤波(FXY)方法。由于假设同相轴在短距离内是线性的,因此该方法在提高强能量信号信噪比的同时,也会损伤相对弱小信号,模糊断层和裂缝等线性相关性较差的地质体的信号特征。为此... 准噶尔盆地叠后地震资料随机噪声压制主要采用三维空间预测滤波(FXY)方法。由于假设同相轴在短距离内是线性的,因此该方法在提高强能量信号信噪比的同时,也会损伤相对弱小信号,模糊断层和裂缝等线性相关性较差的地质体的信号特征。为此,基于GeoEast系统研发了利用三维各向异性拉普拉斯滤波的随机噪声压制方法。模型试验和在准噶尔盆地不同地区的实际资料应用结果均表明,本文方法对随机噪声的压制效果优于FXY方法,能明显提高地震资料信噪比、较好地保护有效信号、清晰展现地质体边缘特征细节及提高断层成像精度,为后续储层反演和精细地震资料解释夯实了基础。 展开更多

关键词 各向异性 拉普拉斯滤波 随机噪声压制 信噪比 FXY滤波法

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基于稀疏冗余表示的三维地震数据随机噪声压制 被引量：17

8

作者 张广智 常德宽 +3 位作者 王一惠 李振振 赵阳 印兴耀 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期600-606,1-2,共7页

传统的二维随机噪声压制方法应用于三维地震数据的随机噪声压制时,去噪效果往往不理想,为此提出基于稀疏冗余表示的压制三维地震数据随机噪声的方法。该方法在贝叶斯框架下,通过正交匹配追踪(OMP)和K-奇异值分解(K-SVD)不断迭代更新三... 传统的二维随机噪声压制方法应用于三维地震数据的随机噪声压制时,去噪效果往往不理想,为此提出基于稀疏冗余表示的压制三维地震数据随机噪声的方法。该方法在贝叶斯框架下,通过正交匹配追踪(OMP)和K-奇异值分解(K-SVD)不断迭代更新三维稀疏矩阵和三维超完备离散余弦变换(DCT)字典,利用三维超完备DCT字典作为三维地震数据的稀疏冗余表示,使三维地震数据中随机噪声得到压制。三维模拟数据和实际地震数据试算表明:与常规f-x反褶积法和K-L变换法相比,该方法既提高了三维地震数据体的信噪比,又有效地保护了地震反射信号,而且水平切片的连续性和平滑性很好,构造复杂区域的分辨率也得到提高。 展开更多

关键词 稀疏冗余表示 三维超完备DCT字典 三维地震随机噪声压制 正交匹配追踪 K-奇异值分解

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基于Kirchhoff偏移/反偏移的随机噪声压制方法 被引量：3

9

作者 杨庆道 蒋兵 +1 位作者 岳玉波 郭朝斌 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期530-536,444,共7页

不同于传统的信号域随机噪声压制方法,Kirchhoff叠前时间偏移/反偏移是一种基于地震数据映射的随机噪声压制方法。该方法一方面利用数据映射算子的共轭特性,保证了有效信号在偏移/反偏移处理后的良好恢复;另一方面利用偏移/反偏移过程... 不同于传统的信号域随机噪声压制方法,Kirchhoff叠前时间偏移/反偏移是一种基于地震数据映射的随机噪声压制方法。该方法一方面利用数据映射算子的共轭特性,保证了有效信号在偏移/反偏移处理后的良好恢复;另一方面利用偏移/反偏移过程中包含的叠加运算,达到了增强有效信号、压制随机噪声的目的。简要介绍了Kirchhoff偏移/反偏移算法的基本理论及其去噪原理,讨论分析了算法实现过程中偏移孔径、加权函数、反假频滤波因子等重要参数的选取。最后,通过模型数据的测试和实际资料的处理验证了Kirchhoff叠前时间偏移/反偏移叠前去噪方法的随机噪声压制效果。 展开更多

关键词 随机噪声压制 Kirchhoff偏移 反偏移 偏移孔径 加权函数 反假频准则

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基于独立分量分析基的地震随机噪声压制 被引量：8

10

作者 孙成禹 邵婕 +1 位作者 蓝阳 唐杰 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期196-204,共9页

传统的独立分量分析(Independent Component Analysis,ICA)去噪方法假设地震记录的相邻道含有相同的随机噪声,仅适用于同相轴较平的地震记录,去噪效果并不显著。为了改善ICA方法对高斯随机噪声的压制效果,首先通过构造度量数据非高斯性... 传统的独立分量分析(Independent Component Analysis,ICA)去噪方法假设地震记录的相邻道含有相同的随机噪声,仅适用于同相轴较平的地震记录,去噪效果并不显著。为了改善ICA方法对高斯随机噪声的压制效果,首先通过构造度量数据非高斯性的目标函数求取地震数据的ICA基,将数据转换至ICA域;然后通过贝叶斯方法构造出满足非高斯分布的阈值函数,进行阈值法去噪处理。为了满足独立分量分析的假设条件,将地震数据进行分块处理,并假设每个数据块与整体的数据含有相似的数据结构。理论模型及实际资料试算结果表明,该方法可以有效地压制剖面中的高斯随机噪声,对含复杂界面的数据也十分有效,具有较好的应用价值。 展开更多

关键词 独立分量分析 ICA基 高斯随机噪声压制 贝叶斯阈值函数

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基于方向可控滤波的地震勘探随机噪声压制 被引量：8

11

作者 黄梅红 李月 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1815-1823,共9页

针对地震勘探随机噪声的压制,本文应用拉伸厄米特高斯函数设计出方向可控滤波器.根据时空域上随机噪声的无方向性与有效信号的有向性的区别,通过局部数字特征,对数据进行选择后重组信号.方向选择性的增加,使得滤波过程能与不同方向的轴... 针对地震勘探随机噪声的压制,本文应用拉伸厄米特高斯函数设计出方向可控滤波器.根据时空域上随机噪声的无方向性与有效信号的有向性的区别,通过局部数字特征,对数据进行选择后重组信号.方向选择性的增加,使得滤波过程能与不同方向的轴进行匹配,噪声被压制的同时保持信号的幅度;方向可调性,使得计算效率提高,且所需存储空间减少.仿真实验表明,采用此方法,信号保幅性和去噪效果均比传统的小波算法以及Curvelet变换好,在-5db信噪比下,本文方法保幅度为92.99%,信噪比提升221.774%,在实际地震信号处理中有明显的抑制噪声、保持有用信号的效果. 展开更多

关键词 拉伸厄米特高斯函数 方向可控滤波器 地震信号 随机噪声压制

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基于联合稀疏表示的共偏移距道集随机噪声压制方法 被引量：3

12

作者 石战战 夏艳晴 +1 位作者 周怀来 王元君 《岩性油气藏》 CSCD 北大核心 2019年第5期92-100,共9页

受多解性和单道信号处理方法制约,传统基于稀疏表示的一维随机噪声压制方法面临着单道数据处理方法没有考虑有效信号的空间相关性,去噪的同时会损害有效波,以及稀疏表示算法具有多解性,相邻地震道处理结果差异大,难以适应信号空间变化... 受多解性和单道信号处理方法制约,传统基于稀疏表示的一维随机噪声压制方法面临着单道数据处理方法没有考虑有效信号的空间相关性,去噪的同时会损害有效波,以及稀疏表示算法具有多解性,相邻地震道处理结果差异大,难以适应信号空间变化的问题。叠前共偏移距道集中各波形均为水平同相轴,具有相同的双程旅行时间,各道信号具有相同的支撑。在该道集中利用联合稀疏表示进行随机噪声压制处理,能够兼顾信号的道间相干性和空间变化,降低算法的多解性,参与计算的各道在同一条件下获得最优稀疏表示,因此处理结果具有较好的一致性。数值模拟和实际资料试算结果表明,该方法不仅可以实现随机噪声的压制,而且可以很好地保持有效信号,具有良好的应用效果。 展开更多

关键词 联合稀疏表示 交替方向乘子法 共偏移距道集 随机噪声压制 L2 1范数拟合项

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基于变分模态分解的地震随机噪声压制方法 被引量：15

13

作者 方江雄 温志平 +2 位作者 顾华奇 刘军 张华 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期757-767,I0008,共12页

针对经验模态分解(EMD)方法中递归迭代式筛选过程耗时过长、分解精度不高等问题,提出了基于频率域内全局自适应的变分模态分解(VMD)的地震随机噪声压制方法。与EMD类方法的迭代筛选模式不同,VMD方法的分解过程可转换至变分泛函最优求解... 针对经验模态分解(EMD)方法中递归迭代式筛选过程耗时过长、分解精度不高等问题,提出了基于频率域内全局自适应的变分模态分解(VMD)的地震随机噪声压制方法。与EMD类方法的迭代筛选模式不同,VMD方法的分解过程可转换至变分泛函最优求解过程,以每个带限窄带(BIMF)分量的估计带宽之和最小为约束,通过增广Lagrange目标函数将变分问题由约束性变为非约束性,采用交替方向乘子(ADMM)算法寻求变分泛函的最优解达到信号自适应分解的目的。ADMM中频率中心及带宽交替更新对偶上升,使两者同时达到最优趋势,并生成所有BIMF分量,具有更高的时间效率。同时,各模态分量在频谱上均具有带限特性,可实现信号频带的高分辨率、自适应剖分。实验结果表明,基于VMD的地震随机噪声压制方法具有优异噪声压制、幅值保持性能的同时,还具备较高的计算效率,可满足高维大尺度地震数据的处理要求。 展开更多

关键词 随机噪声压制 经验模态分解 变分模态分解 计算效率

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一种智能化断层保护的随机噪声压制方法 被引量：2

14

作者 王咸彬 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期366-373,共8页

随机噪声是影响地震资料信噪比的主要噪声之一,在地震资料处理中,随机噪声的压制效果直接影响地震勘探成果的可靠性。分析认为,目前最常用的f-x域随机噪声压制方法会损失部分有效信号,特别是存在断层时,f-x域随机噪声压制方法的应用会... 随机噪声是影响地震资料信噪比的主要噪声之一,在地震资料处理中,随机噪声的压制效果直接影响地震勘探成果的可靠性。分析认为,目前最常用的f-x域随机噪声压制方法会损失部分有效信号,特别是存在断层时,f-x域随机噪声压制方法的应用会使断层成像模糊。通常只能采取人工解释断层位置后,再进行非断层区噪声压制以保证断层信息不受损失,工作效率低,效果受人工解释的精度影响较大。为此,提出了一种智能化断层保护的随机噪声压制方法,该方法基于断层与连续介质的基本差异,设计双向预测算子和断层位置自动识别方法,然后在压制随机噪声的同时自动进行断层的加权保护,从而大大减少了传统f-x域随机噪声压制方法的断层模糊效应,并且无需人工解释断层位置,实现了智能化的断层保护机制和随机噪声压制效果。模型数据和实际地震资料测试结果表明:所提方法能够在压制随机噪声的同时自动保护有效信号,使断层清晰成像,从而提高了成果资料的可靠性。 展开更多

关键词 断层保护 智能化 随机噪声压制 有效信号保护 地震资料处理

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丘陵地带地震资料随机噪声压制新技术:高阶加权阈值函数的Shearlet变换 被引量：13

15

作者 董新桐 马海涛 李月 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期4039-4046,共8页

随着山地和丘陵地震勘探环境的复杂化,传统的消噪方法已经难以有效地压制地震记录中的随机噪声.Shearlet变换是一种新的多尺度多方向的时频分析方法,具有良好的稀疏表示特性,并且在每个尺度进行方向分解,非常适合用于地震信号随机噪声... 随着山地和丘陵地震勘探环境的复杂化,传统的消噪方法已经难以有效地压制地震记录中的随机噪声.Shearlet变换是一种新的多尺度多方向的时频分析方法,具有良好的稀疏表示特性,并且在每个尺度进行方向分解,非常适合用于地震信号随机噪声的压制.但是传统的Shearlet变换去噪方法采用的是硬阈值,在抑制随机噪声的同时也消除了很多有效信号,使得去噪之后的地震资料出现虚假的同相轴,为了解决这一问题我们提出高阶加权阈值函数.高阶加权阈值函数不但整体上连续性较好,而且克服了硬阈值函数存在剧烈的变化的缺点以及软阈值在处理较大Shearlet系数总存在恒定偏差的问题,同时保留了传统的软硬阈值函数的优点.实验结果表明这种基于高阶加权阈值函数的Shearlet变换去噪的方法,可以有效的消除模拟地震信号和实际丘陵地带地震信号中的随机噪声,同时很好的保留有效信号的幅度. 展开更多

关键词 低信噪比地震信号 随机噪声压制 SHEARLET变换 高阶加权阈值函数

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基于动态时间规整ICA算法地震随机噪声压制 被引量：4

16

作者 逯宇佳 曹俊兴 +2 位作者 田仁飞 吕雪松 何沂 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期697-704,共8页

噪声压制是地震数据处理流程中的基本环节之一。传统的独立分量分析(ICA)算法仅适用于平缓地层同相轴的地震资料噪声压制,对非平缓地层同相轴地震资料去噪效果较差,且算法不够稳定,容易出现解混失败现象,导致去噪结果中产生坏道。针对... 噪声压制是地震数据处理流程中的基本环节之一。传统的独立分量分析(ICA)算法仅适用于平缓地层同相轴的地震资料噪声压制,对非平缓地层同相轴地震资料去噪效果较差,且算法不够稳定,容易出现解混失败现象,导致去噪结果中产生坏道。针对这些问题,提出了将ICA算法与动态时间规整(DTW)算法相结合的噪声压制方法。首先使用DTW算法将倾斜地层同相轴校正为水平同相轴,利用ICA算法提取拉平后含噪地震数据的独立分量,实现拉平地震道的信噪分离。然后利用由DTW算法所提取的道间时差将同相轴还原为倾斜地层同相轴,从而实现复杂地震资料的随机噪声压制。理论模型和叠前叠后实际地震资料测试结果表明,该方法可以有效地压制地震数据中的随机噪声,且对非平缓地层也有较好的去噪效果,具有一定的实用价值。 展开更多

关键词 动态时间规整 独立分量分析 两步奇异值分解 稳健白化 随机噪声压制 叠前叠后去噪

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基于深度卷积神经网络的地震数据随机噪声压制 被引量：7

17

作者 陈天 易远元 《地震学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期474-482,I0001,共10页

本文以提高地震数据的成像质量为目标,提出一种智能的卷积神经网络降噪框架,从带有噪声的地震数据中自适应地学习地震信号。为了加速网络训练和避免训练时出现梯度消失现象,我们在网络中加入残差学习和批标准化的方法,并采用了ReLU激活... 本文以提高地震数据的成像质量为目标,提出一种智能的卷积神经网络降噪框架,从带有噪声的地震数据中自适应地学习地震信号。为了加速网络训练和避免训练时出现梯度消失现象,我们在网络中加入残差学习和批标准化的方法,并采用了ReLU激活函数和Adam优化算法优化网络。此外,Marmousi和F3数据集被用来对网络进行训练和测试,经过充分训练的网络不仅能在学习中保留地震数据特征,而且能去除随机噪声。首先充分地训练网络,从中提取出随机噪声,并保留学习到的地震数据特征,之后通过重建地震数据估算测试集中的波形特征。合成记录和实际数据的处理结果显示了深度卷积神经网络在随机噪声压制任务中的潜力,并通过实验验证表明了深度卷积神经网络框架有很好的去噪效果。 展开更多

关键词 随机噪声压制 卷积神经网络 地震数据 深度学习 地震信号

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基于自相似性和低秩先验的地震数据随机噪声压制 被引量：6

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作者 程文婷 方文倩 付丽华 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期880-889,共10页

随机噪声的存在会降低地震资料信噪比(signal-to-noise ratio,SNR),影响后续资料的处理与分析。基于低秩先验的地震数据随机噪声压制方法将去噪问题通过建模转化为求解秩最小化问题,通过矩阵降秩实现随机噪声的去除。考虑到地震数据具... 随机噪声的存在会降低地震资料信噪比(signal-to-noise ratio,SNR),影响后续资料的处理与分析。基于低秩先验的地震数据随机噪声压制方法将去噪问题通过建模转化为求解秩最小化问题,通过矩阵降秩实现随机噪声的去除。考虑到地震数据具有较强的相似特性,提出了基于自相似性先验(self-similarity prior,SP)和截断核范数正则化(truncated nuclear norm regularization,TNNR)的地震数据去噪方法,即SP-TNNR方法,以自相似块组为单元,用截断核范数代替传统的核范数在地震数据“组域”进行低秩约束去噪。首先搜索地震数据的自相似块,构成自相似块组;然后在自相似块组添加TNNR最小化约束;最后采用加速近端梯度法(accelerated proximal gradient line,APGL)对优化问题进行求解。仿真数据和实际地震数据实验结果均表明,SP-TNNR方法能够在保持边缘信息和有效信息的前提下压制随机噪声,去噪后的地震数据具有更高的信噪比。 展开更多

关键词 地震数据 随机噪声压制 低秩 自相似性 截断核范数 加速近端梯度法 信噪比

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一种基于RUnet卷积神经网络的地震资料随机噪声压制方法 被引量：30

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作者 罗仁泽 李阳阳 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期51-59,共9页

应用深度学习方法压制地震噪声的训练集和测试集均来自同一数据集,使得模型的泛化性受限。为解决泛化性问题,提出一种基于卷积神经网络(CNN)的残差U型网络(RUnet)压制随机噪声的方法。方法的设计思想是在基于卷积神经网络的U型网络(Unet... 应用深度学习方法压制地震噪声的训练集和测试集均来自同一数据集,使得模型的泛化性受限。为解决泛化性问题,提出一种基于卷积神经网络(CNN)的残差U型网络(RUnet)压制随机噪声的方法。方法的设计思想是在基于卷积神经网络的U型网络(Unet)基础上加入残差块,以增强网络对随机噪声的捕获能力。该方法建立在端到端的编码解码网络结构上,将含噪声地震数据作为输入,由多个卷积层和残差块提取随机噪声的本质特征,构成编码;再由多个反卷积层和残差块构成解码,网络的输出即为噪声压制后的地震数据。在残差块之后加入批规范化层,采用带泄露整流函数作为非线性因子,提高网络模型对地震资料随机噪声的泛化性和敏感性。在叠后和叠前地震数据实验中将RUnet卷积神经网络方法与小波变换、离散余弦变换、三维块匹配(BM3D)算法和Unet卷积神经网络算法进行去噪效果对比,结果表明,RUnet卷积神经网络方法相比其它4种方法,对随机噪声的压制更有效,并且在一定程度上保护了有效信号。 展开更多

关键词 泛化性 RUnet卷积神经网络 Unet卷积神经网络 编码解码 随机噪声压制 残差块

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基于CEEMDAN和小波变换的地震信号随机噪声压制新方法 被引量：9

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作者 郭晓菲 欧同庚 +4 位作者 马武刚 吴林斌 赵义飞 刘军 徐春阳 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2022年第11期1202-1206,1210,共6页

提出一种结合自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)和小波变换(WT)的地震信号去噪新方法CEEMDAN-WT。首先利用CEEMDAN将地震信号自适应地分解为若干个固有模态函数(IMF)和余量;然后计算各分量与原始信号的皮尔森相关系数,对处在不... 提出一种结合自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)和小波变换(WT)的地震信号去噪新方法CEEMDAN-WT。首先利用CEEMDAN将地震信号自适应地分解为若干个固有模态函数(IMF)和余量;然后计算各分量与原始信号的皮尔森相关系数,对处在不同相关系数阈值区间内的分量分别作小波滤波、维持原状及直接剔除等处理,并进行线性重构;最后构建样本熵变化量、互信息、信噪比等指标体系,定量评估去噪效果。模拟实验与实测数据(青海玛多地震)计算结果表明,与EMD、EEMD等方法相比,CEEMDAN-WT方法能有效抑制随机噪声的影响,提高信噪比,并且地震信号的精细化重构效果较好,信号有效成分得到较大保留。 展开更多

关键词 随机噪声压制方法 CEEMDAN EMD 青海玛多地震 小波变换

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