[发明专利]一种基于密度聚类的井孔模式波有效频散拾取方法和装置

权利要求书

1.一种基于密度聚类的井孔模式波有效频散拾取方法，包括如下步骤：

步骤一、通过频散提取算法，包括Prony方法、Matrix Pencil方法或加权频谱相干法，从声波测井仪器记录的波形信息中提取出声波的频散信息；

步骤二、对步骤一得到的原始频散数据进行范围限定；

步骤三、对步骤二得到的限定范围后的数据进行标准化处理；

步骤四、利用DBSCAN算法对步骤三得到的数据进行聚类，将数据集划分成不同的簇；

步骤五、对步骤四处理得到的数据进行逆标准化处理；

步骤六、通过数据集主簇中包含数据点的个数来判断数据质量的好坏，其中默认由不到100个点组成的数据集主簇对应的数据集数据质量较差，但该标准要根据数据集情况做具体调整；对数据质量良好的数据，数据集主簇即为目标频散；对于数据质量较差的数据，我们利用频散曲线的单调性从聚类结果中挑选出合适的簇，这些簇组成了目标频散；

所述步骤三中的标准化处理算法为：

X_stand＝(X-μ)/σ      (1)

式中，X_stand是标准化后的数据，X是原始数据，μ和σ分别是样本数据的均值(mean)和标准差(std)；

所述步骤四中的DBSCAN算法基于ε邻域和ε邻域中包含的最小数据点数MinPts，将数据点和数据点间的关系划分为核心对象、密度直达、密度可达与密度相连，对给定数据集D＝{x₁,x₂,x₃,…,x_m}而言，

(1)若||x_j-x_i||₂≤ε，则称x_j位于x_i的ε邻域内；

(2)若x_i的ε邻域内至少包含MinPts个数据点，则称x_i为核心对象；

(3)若x_j位于核心对象x_i的ε邻域内，则称x_j是从x_i直接密度可达的；

(4)若存在样本序列(p₁,p₂,p₃,…,p_n)，且p_i+1是从p_i(i＝1,2,3,…n-1)直接密度可达的，则称p_n是由p₁密度可达的；显然，样本序列(p₁,p₂,p₃,…,p_n)中仅p_n可以为非核心对象；

(5)若存在核心对象x_i，使得O₁和O₂均由x_i密度可达，则称O₁和O₂是密度相连的；

所述DBSCAN算法描述为：首先基于一组参数(ε,MinPts)规定的ε邻域确定数据集中的所有核心对象，其次选择任意核心对象x_i找出所有由x_i密度可达的对象，这些对象的集合即为一个簇，最后对未被归类的核心对象重复上一步，直到所有的核心对象都被归类为止。

2.根据权利要求1所述的一种基于密度聚类的井孔模式波有效频散拾取方法，实现上述方法的一种密度聚类的井孔模式波有效频散处理装置，其特征在于，包括：

慢度-频率域变换模块，将空间-时间域的波形变换到慢度-频率域，使用频散提取算法提取出声波的频散信息；

数据聚类处理模块，进行频散标准化处理，并利用DBSCAN算法划不同的簇；

目标主簇鉴别模块，对数据质量良好的数据，设定该数据集主簇为目标频散。