[发明专利]一种基于峰值包络线的地震数据尖峰噪声识别及压制方法

说明书

本发明涉及一种基于峰值包络线的地震数据尖峰噪声识别及压制方法，技术要点是，根据尖峰噪声与目标地震信号在持续时间长短和时窗内能量均值方面的差异，设定半高宽阈值和能量阈值，识别地震数据中的尖峰噪声和飞机信号，对尖峰噪声进行压制。经试验，本发明公开的一种基于峰值包络线的地震数据尖峰噪声识别及压制方法，能够实现尖峰噪声的识别及压制，特别对目标地震信号持续时间长，尖峰噪声持续时间少的情况更有效，该算法既能够识别及压制尖峰噪声，同时又保护了目标地震信号的细节，有效提高了地震数据质量，降低了采集成本。

技术领域：

本发明涉及一种地震勘探数据处理方法，尤其是基于峰值包络线的地震数据尖峰噪声识别及压制方法，特别适用于地震数据中含有的尖峰噪声与目标地震信号幅值相当，且目标地震信号持续时间长的情况，在压制尖峰噪声的同时有效保护目标地震信号细节，减少信号能量损失。

背景技术：

地震勘探、微地震观测采集的地震数据中常混有尖峰噪声，造成地震数据质量下降。若尖峰噪声幅值与目标地震信号幅值相当，依靠常用的阈值检测法难以区分信号和噪声，会引起误检率上升。

尖峰噪声压制常用方法是中值滤波法和均值滤波法。中值滤波和均值滤波法相似，是用当前采样点和它周围的点计算出来的中值或平均值替换该采样点数据，即对全部数据具有平滑和模糊效果。其优点是可以用于压制尖峰噪声，缺点是对目标地震信号来说，会损失大量信号细节和信号能量，从而降低地震数据信噪比。

此外，CN102047246A提出了一种用于电生理学信号的尖峰检测的方法，该方法利用电生理学信号的包络和阈值法对尖峰噪声进行检测识别，但是这种方法需要事先采集一段背景噪声，而且只适用于尖峰噪声的幅值远大于目标地震信号的情况，对尖峰噪声的幅值与目标地震信号相近的情况无法识别。CN108759708A提出了一种对尖峰噪声免疫的高精度相干峰定位方法，通过对干涉曲线生成包络曲线，将连续函数的极值点作为相干峰的位置，这种方法只适用于尖峰噪声和目标地震信号幅值差别较大的情况，而对于尖峰噪声和目标地震信号幅值相近的情况，容易将尖峰噪声极值点识别为相干峰位置，造成误检。综上所述，现行技术难于解决尖峰噪声与信号幅值相近的地震数据去噪问题。

发明内容：

本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足，一种基于峰值包络线的地震数据尖峰噪声识别及压制方法。

本发明方法的技术要点是，根据尖峰噪声与目标地震信号在持续时间长短和时窗内能量均值方面的差异，设定半高宽阈值和能量阈值，识别地震数据中的尖峰噪声和目标地震信号，对尖峰噪声进行压制。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于峰值包络线的地震数据尖峰噪声识别及压制方法，包括以下步骤：

a、读取一组受尖峰噪声干扰的地震数据S(l)，l∈(1,L)，L为数据总采样点数，采样率为FS，从该地震数据时域图上观察目标地震信号的最大持续时间，记为t_s，定义目标地震信号的持续度L'＝FS×t_s；

b、令i＝1；

c、找出S(l)的最大值点，记为PM_i，从S(l)中去除PM_i点及与PM_i点间隔小于等于L'的采样点；

d、令i＝i+1，重复执行步骤c，直至S(l)中找不到最大值点，此时令I＝i；通过多次筛选的最大值点记为PM_i＝(x_i,y_i)，其i∈(1,I)，I为筛选出最大值点的总个数，x_i为第i个最大值点的位置，即该点对应的采样点序号，y_i为对应的幅值；