鄭啟明,李 琦,都小芳,吳高奎

(1.北京派特杰奧科技有限公司,北京100044;2.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)海洋學(xué)院,北京100083;3.中石油東方地球物理公司研究院,河北涿州072751;4.中石化石油勘探開發(fā)研究院,北京102249)

基于地震資料刻畫斷層、裂縫等結(jié)構(gòu)特征,對于發(fā)現(xiàn)和描述油藏具有重要意義,可支撐決策最佳開發(fā)方案、減少探井風(fēng)險(xiǎn),提高石油勘探成功率。然而,在地震勘探區(qū)域,由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,斷裂帶的地層形態(tài)多變,因而常導(dǎo)致采集的地震數(shù)據(jù)信噪比較低,使得地震數(shù)據(jù)處理、解釋十分困難。高品質(zhì)的地震資料是高質(zhì)量解釋、油氣儲(chǔ)層精準(zhǔn)預(yù)測的重要依據(jù)和保證。因此,在地震數(shù)據(jù)處理時(shí)需要采用有效的去噪技術(shù)來提高地震資料的品質(zhì)和可靠性。地震資料處理和解釋人員探索了一系列的地震數(shù)據(jù)濾波技術(shù)以提高地震資料信噪比,如頻率-波數(shù)域?yàn)V波、時(shí)域中值濾波等[1],這些技術(shù)可以有效去除地震數(shù)據(jù)中的部分噪聲,從而提高地震資料解釋和油氣儲(chǔ)層預(yù)測的準(zhǔn)確性。相比通用的圖像處理算法,地震數(shù)據(jù)處理更關(guān)注利用反射同相軸的橫向一致性,處理過程中可能會(huì)壓制傾斜斷層陰影部分的幅值、破壞小尺度斷層和裂縫等非連續(xù)性的結(jié)構(gòu)信息,導(dǎo)致錯(cuò)誤匹配斷層兩側(cè)的同相軸。因此,進(jìn)一步探索研究可以保護(hù)斷裂、裂縫、尖滅等地質(zhì)信息的疊后地震保邊去噪技術(shù)對地震解釋工作尤為重要。

為更好地利用地震反射的局部信息,LUO等[2-3]首次將保邊光滑濾波的思想引入地震資料解釋性處理領(lǐng)域。采用Kuwahara多窗分析技術(shù)得出,此類方法可以考慮局部結(jié)構(gòu)信息設(shè)計(jì)自適應(yīng)光滑濾波器[4-5],在提高信噪比的同時(shí),保護(hù)地震圖像中的有效地質(zhì)信息。此后,國內(nèi)外學(xué)者引入基于各向異性擴(kuò)散濾波的構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波技術(shù)[6-10],通過結(jié)構(gòu)張量評估局部結(jié)構(gòu)走向、計(jì)算各向異性算子,設(shè)計(jì)增強(qiáng)地震資料沿同相軸方向的信噪比、抑制斷點(diǎn)位置光滑強(qiáng)度的自適應(yīng)濾波器。在此基礎(chǔ)上,國內(nèi)外學(xué)者優(yōu)化了相關(guān)算法,提高了結(jié)構(gòu)張量評估局部層位走向的有效性[11-16],通過偏微分方程的近似解法提高了計(jì)算效率[17],并將相關(guān)技術(shù)擴(kuò)展應(yīng)用到三維地震數(shù)據(jù)的處理[18-20]?？紤]到擴(kuò)散濾波的有效性依賴于結(jié)構(gòu)張量的準(zhǔn)確估計(jì),HALE[21]提出了引入高度自適應(yīng)的雙邊濾波技術(shù)來實(shí)現(xiàn)保邊光滑處理的方法,但該方法的計(jì)算代價(jià)相對較高。國內(nèi)學(xué)者也探索了在變換域[22-24],如曲波域、變分模態(tài)域或多道奇異譜上的數(shù)據(jù)濾波去噪處理技術(shù)。TRINH等[25]提出了利用Bessel函數(shù)逼近各向異性Laplace濾波的結(jié)構(gòu)導(dǎo)向光滑算法;在圖像處理領(lǐng)域,HE等[26]提出了利用引導(dǎo)圖像濾波進(jìn)行自適應(yīng)保邊光滑處理的方法,計(jì)算效率顯著高于雙邊濾波方法,該方法尚未在地震數(shù)據(jù)處理中廣泛應(yīng)用。此外,結(jié)構(gòu)導(dǎo)向光滑濾波技術(shù)在全波形反演中也具有較明顯的應(yīng)用效果[27-28]。近年來人工智能技術(shù)飛速發(fā)展,高性能濾波算法[29]、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)地震數(shù)據(jù)去噪方法[30-31]和智能化斷層表征技術(shù)[32-33]也得到了深入的探索。

在前人研究的基礎(chǔ)上,將“二維圖像濾波”首次擴(kuò)展應(yīng)用到二維或三維地震數(shù)據(jù)處理中,該計(jì)算過程有別于傳統(tǒng)的二維圖像濾波。為抑制隨機(jī)與相干噪聲、增強(qiáng)地震反射同相軸的一致性,建立了雙邊顯式加權(quán)濾波器的框架,引入了分時(shí)窗的引導(dǎo)濾波核函數(shù)與正規(guī)化算子,建立輸入與輸出的目標(biāo)方程,利用線性回歸顯式求解方程系數(shù),迭代計(jì)算直至收斂。該算法采用高效率的保邊光滑處理,使得處理后的地震資料能更加準(zhǔn)確地刻畫地質(zhì)結(jié)構(gòu),從而更好地服務(wù)于地質(zhì)勘探開發(fā)。

1 圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波原理

針對地震數(shù)據(jù)去噪開發(fā)的濾波器可分為非平均濾波器和加權(quán)平均濾波器,前者以中值濾波為代表,其濾波過程一般為非線性過程,后者可進(jìn)一步分為顯式濾波器和隱式濾波器。顯式濾波器通過設(shè)計(jì)濾波核函數(shù),然后根據(jù)核函數(shù)對待處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)平均實(shí)現(xiàn)特定濾波的目的,其中較典型的有均值濾波、高斯濾波。在地震數(shù)據(jù)處理中,以隱式加權(quán)平均的擴(kuò)散濾波方法較為常見,其將包含在矩陣中的濾波器作用于待處理數(shù)據(jù),可以較為直接地在矩陣中引入各向異性參數(shù)并求解隱式矩陣來實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)導(dǎo)向?yàn)V波。需要注意的是,各向同性擴(kuò)散濾波與高斯濾波是等價(jià)濾波器。

定義問題Iout=Iin+n,其中,Iin,Iout,n分別為含噪聲數(shù)據(jù)、去噪后的數(shù)據(jù)和噪聲。參考顯式加權(quán)平均濾波器的設(shè)計(jì)思路,可利用線性加權(quán)平均定義濾波核函數(shù):

(1)

(2)

(3)

其中,k為窗wk的中心坐標(biāo),(ak,bk)是表征該線性關(guān)系的參數(shù),假定其在窗wk中為常量。若輸入數(shù)據(jù)Iin和輸出數(shù)據(jù)Iout的差異為隨機(jī)或相干噪聲,則確定參數(shù)(ak,bk)的最小化目標(biāo)函數(shù)為:

(4)

其中,ξ是正則化算子系數(shù),用以確保ak的解在可接受的數(shù)值范圍內(nèi)。利用線性回歸算法,可顯式地求解(ak,bk)的值,即:

(5)

(6)

分時(shí)窗處理過程中,由于在時(shí)窗交疊區(qū)的輸出數(shù)據(jù)Iout具有非唯一性,因此,在同一點(diǎn)處多個(gè)交疊窗的平均輸出表達(dá)式為:

(7)

(8)

傳統(tǒng)的雙邊濾波器可以利用引導(dǎo)數(shù)據(jù)通過顯式加權(quán)平均進(jìn)行保邊結(jié)構(gòu)光滑,其核心在于使用線性加權(quán)平均濾波器,可以引入濾波核函數(shù)。引導(dǎo)濾波器采用同樣思想,但通過構(gòu)建最優(yōu)化問題引入了隱式的加權(quán)平均,通過線性最優(yōu)化解獲得了引導(dǎo)濾波器算子,同時(shí)在優(yōu)化問題中引入正則化算子形成超參數(shù),可控制對于邊界結(jié)構(gòu)的敏感程度。

以上推導(dǎo)過程適用于二維或三維地震數(shù)據(jù)體。在具體應(yīng)用過程中,需要準(zhǔn)備引導(dǎo)數(shù)據(jù)G(原始輸入數(shù)據(jù)或?yàn)V波處理后的窄帶高信噪比數(shù)據(jù)),試驗(yàn)確定半窗寬度r和正則化因子ξ兩個(gè)參數(shù)。當(dāng)r和ξ變大時(shí),處理后的數(shù)據(jù)具有更強(qiáng)的光滑效果,可能會(huì)損傷地震反射的斷裂結(jié)構(gòu)信息,實(shí)際計(jì)算中需要根據(jù)保邊處理的目的與需求,綜合考慮確定合適的處理參數(shù)。由公式(5)至公式(7)可知,該算法可多次迭代應(yīng)用方框?yàn)V波器實(shí)現(xiàn)地震數(shù)據(jù)的去噪處理,自動(dòng)具備O(n)的計(jì)算效率。

具體應(yīng)用于實(shí)際地震數(shù)據(jù)處理時(shí),采用以下技術(shù)流程:

1) 準(zhǔn)備待處理的地震數(shù)據(jù)Iin(二維或三維地震數(shù)據(jù))、結(jié)構(gòu)引導(dǎo)數(shù)據(jù)G(可以與Iin相同)、設(shè)置算法參數(shù)半窗寬度r和正則化因子ξ;

2) 計(jì)算f(Iin),f(G),f(Iin·Iin)與f(Iin·G),其中,f為均值濾波器;

3) 計(jì)算參數(shù)a=[f(Iin·G)]/[f(Iin·Iin)-f(Iin)f(Iin)+ξ];

4) 計(jì)算參數(shù)b=f(G)-af(Iin);

5) 計(jì)算濾波后的數(shù)據(jù)Iout=f(a)Iin+f(b)。

此流程主要計(jì)算6次均值濾波,由于均值濾波器可以使用方框?yàn)V波器的方法構(gòu)建,因此本流程具有O(n)復(fù)雜度的計(jì)算效率。

該流程中結(jié)構(gòu)信息的引入依賴于結(jié)構(gòu)引導(dǎo)數(shù)據(jù)G的選擇。引導(dǎo)濾波應(yīng)用過程中利用均值濾波器提取G的結(jié)構(gòu)信息。假如G由多個(gè)均質(zhì)的區(qū)塊構(gòu)成,那么引導(dǎo)濾波會(huì)在各個(gè)區(qū)塊內(nèi)分別進(jìn)行操作,而不會(huì)在光滑區(qū)塊的邊界進(jìn)行均值濾波,從而有效保留邊緣信息,實(shí)現(xiàn)保邊濾波的效果。若G是輸入數(shù)據(jù)本身,則引導(dǎo)濾波器會(huì)強(qiáng)化數(shù)據(jù)本身的走向或者傾斜結(jié)構(gòu),同時(shí)具有保留邊界、突出主要結(jié)構(gòu)的功能。導(dǎo)向?yàn)V波器中的引導(dǎo)數(shù)據(jù)G的選取可根據(jù)具體應(yīng)用調(diào)整,本次研究選擇輸入數(shù)據(jù)作為引導(dǎo)數(shù)據(jù),是較為直接和有效的方法。

2 模型數(shù)據(jù)測試

為驗(yàn)證圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波算法的穩(wěn)定性與結(jié)果的可靠性,對比該算法與傳統(tǒng)濾波器及主流濾波器的優(yōu)劣,基于Marmousi模型通過卷積15Hz主頻的Ricker子波和反射系數(shù),在設(shè)計(jì)的二維合成地震剖面(圖1a)中加入一定噪聲得到信噪比(signal to noise ratio,SNR)約8dB的含噪數(shù)據(jù)(圖1b),以此評估后續(xù)各類濾波算法的去噪效果。其中,SNR定義如下:

(9)

圖1 基于Marmousi模型的合成地震剖面去噪測試對比a 無噪剖面; b 含噪剖面; c 圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波后的結(jié)果; d 構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波后的結(jié)果; e 中值濾波后的結(jié)果; f 均值濾波后的結(jié)果; g 高斯濾波后的結(jié)果

其中,Isignal表示不含噪聲的有效信號,Isignal+noise表示含噪聲的信號,SNR表示計(jì)算得到的信噪比。

為方便對比不同方法的去噪效果,試驗(yàn)中選用了相同的半窗寬度,其中圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波與構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波皆以原始數(shù)據(jù)本身作為引導(dǎo)數(shù)據(jù)提取結(jié)構(gòu)張量進(jìn)行處理,含噪地震數(shù)據(jù)的自適應(yīng)引導(dǎo)圖像濾波、構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波、中值濾波、均值濾波和高斯濾波的處理結(jié)果分別如圖1c至圖1g所示。

由模型去噪結(jié)果可知,圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波(圖1c)、構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波(圖1d)、中值濾波(圖1e)、均值濾波(圖1f)、高斯濾波(圖1g)均有效消除了部分噪聲,提高了模型數(shù)據(jù)的信噪比。前兩種方法的信噪比由8.00dB分別提高至18.31,14.77dB,與構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波相比,圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波的信噪比高約4dB,對地層邊界具有更好的保護(hù)作用;而后3種方法的信噪比由8.00dB分別提高至9.19,9.58,10.09dB,信噪比雖有所提高,但在一定程度上模糊了地層與斷裂的反射邊界。

為便于清晰展示上述去噪效果,圖2更詳細(xì)地對比了不同方法分離的噪聲剖面。圖1與圖2的截?cái)喾挡煌?。在層位相對平緩的區(qū)域,如距離為8km,時(shí)間為1s處,圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波和構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波均較好地保持了地震數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)信息(圖2b、圖2c),而中值濾波、均值濾波和高斯濾波因過度光滑破壞了有效地震反射的真實(shí)結(jié)構(gòu)信息(圖2d、圖2e、圖2f)。針對本合成數(shù)據(jù)中其它斜率較大的結(jié)構(gòu),從噪聲剖面可知,構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波(圖2c)保留邊界的能力相對中值濾波(圖2d)、均值濾波(圖2e)和高斯濾波(圖2f)更強(qiáng),但是圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波(圖2b)更好地保留了地震反射細(xì)微的結(jié)構(gòu)。總之,相比其它處理方法,圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波不但能有效抑制噪聲,而且在處理方法與計(jì)算效率上也更加簡單高效。

圖2 不同方法分離的噪聲剖面對比a 原始噪聲; b 圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波; c 構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波; d 中值濾波; e 均值濾波; f 高斯濾波

3 實(shí)際應(yīng)用效果

以信噪比較低、含有斷層的三維地震數(shù)據(jù)為例,利用含噪數(shù)據(jù)為引導(dǎo),基于核濾波函數(shù)自適應(yīng)地對其進(jìn)行濾波處理。圖3和圖4分別為自適應(yīng)濾波前、后不同頻帶三維地震剖面和沿層振幅切片。由圖3和圖4可見,自適應(yīng)濾波處理前,低頻地震數(shù)據(jù)的地震剖面和沿層振幅切片中存在明顯低頻噪聲(圖3a、圖4a);受噪聲影響,中頻信號與小尺度斷層反射信息相混疊,導(dǎo)致屬性邊界模糊不清(圖3c、圖4c);高頻地震數(shù)據(jù)的地震剖面和沿層振幅切片中的高頻有效信號受噪聲影響更加嚴(yán)重,信噪比極低,同相軸連續(xù)性極差(圖3e、圖4e)。

圖3 自適應(yīng)濾波前、后不同頻帶三維地震剖面a 低頻含噪信號; b 低頻圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波結(jié)果; c 中頻含噪信號; d 中頻圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波結(jié)果; e 高頻含噪信號; f 高頻圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波結(jié)果

圖4 濾波前、后不同頻帶沿層振幅切片屬性a 低頻含噪信號; b 低頻圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波結(jié)果; c 中頻含噪信號; d 中頻圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波結(jié)果; e 高頻含噪信號; f 高頻圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波結(jié)果

與圖3a、圖4a低頻信息相比,圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波很好地壓制了低頻數(shù)據(jù)中的散射噪聲,同時(shí)很好地保持大尺度斷層的錯(cuò)斷邊界(圖3b、圖4b);其次,對比圖3c、圖3d和圖4c、圖4d可見,本文濾波處理方法可有效保邊光滑去除噪聲、提高信噪比,同時(shí)保持小尺度斷層、沉積體邊界的有效反射信息(圖3d、圖4d 標(biāo)識區(qū)域);對比圖3e、圖3f與圖4e、圖4f可見,本文方法可自適應(yīng)利用高信噪比優(yōu)勢頻帶信號作為引導(dǎo)圖像數(shù)據(jù),有效壓制高頻噪聲、提高地震同相軸連續(xù)性與信噪比(圖3f與圖4f方框區(qū)域),有助于解釋人員提高小斷層和地震屬性的解釋與描述精度。

構(gòu)造導(dǎo)向與圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波的全頻帶處理結(jié)果如圖5所示。在含噪地震數(shù)據(jù)(圖5a)上提取結(jié)構(gòu)張量的傾斜構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波結(jié)果如圖5b與圖5c所示;以含噪數(shù)據(jù)自身為引導(dǎo)的圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波處理結(jié)果如圖5d 所示。由圖5可見,采用構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波與自適應(yīng)圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波處理后的地震剖面信噪比顯著提高,除大斷層特征更加明顯之外,小斷裂的細(xì)節(jié)更加清晰。對比圖5b、圖5c可見,當(dāng)構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波的相關(guān)半徑較大時(shí),會(huì)導(dǎo)致計(jì)算效率降低、橫向保邊結(jié)果略差;當(dāng)相關(guān)半徑較小時(shí),局部產(chǎn)生相干噪聲異常(圖5c中紅圈),散射噪聲壓制不徹底(圖5b、圖5c黃框)。

圖5 原始地震數(shù)據(jù)、構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波與自適應(yīng)圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波結(jié)果a 原始地震數(shù)據(jù); b 小半徑構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波結(jié)果; c 大半徑構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波結(jié)果; d 自適應(yīng)圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波結(jié)果

自適應(yīng)圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波可較為徹底地壓制相干噪聲、保護(hù)有效反射信號(圖5d)。在算法上,其相比于構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波,可自適應(yīng)地從原始含噪地震數(shù)據(jù)中優(yōu)選引導(dǎo)圖像數(shù)據(jù)與處理參數(shù),無需象構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波那樣為獲取傾角信息而多次調(diào)整參數(shù)來計(jì)算結(jié)構(gòu)張量并重復(fù)進(jìn)行引導(dǎo)濾波;在計(jì)算效率上,其利用的線性函數(shù)可有效降低計(jì)算復(fù)雜度、提高運(yùn)算效率,計(jì)算代價(jià)僅相當(dāng)于數(shù)次均值濾波。

對原始地震數(shù)據(jù)、構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波和自適應(yīng)圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波結(jié)果分別利用相同的特征值參數(shù)提取相干體剖面與沿層相干屬性信息進(jìn)一步評價(jià)處理效果(圖6、圖7)。

圖6 原始地震數(shù)據(jù)、構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波與自適應(yīng)引導(dǎo)圖像濾波后相干體剖面a 原始地震數(shù)據(jù)相干體剖面; b 小半徑構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波后相干體剖面; c 大半徑構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波后相干體剖面; d 自適應(yīng)圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波后相干體剖面

圖7 原始地震數(shù)據(jù)(a)與自適應(yīng)圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波后(b)沿層相干屬性

在斷裂位置附近,對比原始數(shù)據(jù)與不同構(gòu)造導(dǎo)向半徑獲取的相干結(jié)果(圖6a、圖6b與圖6c),因受散射噪聲影響,導(dǎo)致其對斷層的分辨能力大大降低,給后續(xù)的解釋工作造成困難。此類污染主要由于斷裂帶附近的地震反射資料信噪比低、同相軸的連續(xù)性不夠明顯,導(dǎo)致計(jì)算的相干體屬性難以區(qū)分地震層位與斷裂結(jié)構(gòu)特征;與其它方法相比,本文方法可有效壓制地震數(shù)據(jù)中的噪聲,因此可獲得信噪比更高的相干體,從而能夠更加清晰地描述復(fù)雜的斷裂結(jié)構(gòu)(圖6d);同時(shí),沿層相干屬性也能夠很好地描述細(xì)微斷裂結(jié)構(gòu),多級斷裂在橫向上的層次關(guān)系也更加清晰(圖7)。該結(jié)果有助于后續(xù)的層位與斷裂解釋。

4 討論

圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波的引導(dǎo)數(shù)據(jù)G的設(shè)計(jì)具有關(guān)鍵作用。傳統(tǒng)的構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波需要利用結(jié)構(gòu)張量等方法,顯式地提取結(jié)構(gòu)體在某個(gè)區(qū)域內(nèi)的傾角和方位角,而本文方法的引導(dǎo)圖像數(shù)據(jù)不需要顯式表征結(jié)構(gòu)傾角和方位角,只需要其梯度具備與期望輸出圖像Iout一致的邊界信息。同時(shí)由于其具有滑動(dòng)窗實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn),以含噪聲的圖像作為引導(dǎo)圖像,可在有效保留結(jié)構(gòu)邊界的前提下壓制隨機(jī)噪聲。然而,在實(shí)際地震數(shù)據(jù)處理中,相干噪聲、散射噪聲是影響地震圖像質(zhì)量的關(guān)鍵,僅以含噪圖像作為引導(dǎo)可能會(huì)增強(qiáng)相關(guān)噪聲的強(qiáng)度。但由于引導(dǎo)圖像本身設(shè)計(jì)的靈活性,可采用以下步驟壓制相干噪聲和散射噪聲:①先采用自引導(dǎo)的方式壓制隨機(jī)噪聲;②再利用均值、中值、高斯或構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波處理剖面,獲得邊界受到一定破壞但相干、散射噪聲得到壓制的剖面;③再以步驟②的輸出結(jié)果作為引導(dǎo)圖像處理步驟①的輸出結(jié)果。但是,此方法仍具有一定局限性,其有效范圍僅限于相干或散射噪聲相對較弱的狀態(tài),否則其它濾波器在壓制相干或散射噪聲時(shí)會(huì)過度傷害主要結(jié)構(gòu)信息。需要在未來工作中進(jìn)一步改進(jìn)圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波,形成自適應(yīng)壓制相干或散射噪聲的方法。

5 結(jié)論

在進(jìn)行地震資料的斷層、裂縫解釋時(shí),噪聲的存在會(huì)明顯影響解釋精度。通過引入圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波方法,能自適應(yīng)地提取有效地震結(jié)構(gòu)引導(dǎo)信息,快速、有效地對地震數(shù)據(jù)進(jìn)行保邊、保幅去噪處理。圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波基于理論推導(dǎo)可通過方窗濾波器實(shí)現(xiàn),對于大尺度地震數(shù)據(jù)不存在顯著的計(jì)算瓶頸,具有O(n)的計(jì)算效率,相比工業(yè)界更常用的構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波器也有一定優(yōu)勢。含噪合成模型數(shù)據(jù)的處理分析結(jié)果證實(shí)了圖像結(jié)構(gòu)引導(dǎo)濾波可保留反射結(jié)構(gòu)邊界、有效壓制噪聲,結(jié)果顯著優(yōu)于常規(guī)非結(jié)構(gòu)性光滑濾波器。針對實(shí)際地震數(shù)據(jù)的處理,利用引導(dǎo)圖像可靈活設(shè)計(jì)引導(dǎo)特征,在一定程度上壓制相干噪聲與隨機(jī)噪聲,提高地震數(shù)據(jù)信噪比,增強(qiáng)地震反射同相軸的一致性、保留并突出斷裂與地層反射的非連續(xù)特征。計(jì)算的相干屬性較其它方法斷裂結(jié)構(gòu)特征更加清晰,地質(zhì)規(guī)律更加明顯,進(jìn)一步證明了方法的有效性與實(shí)用性。