[发明专利]一种基于形态成分分析的面波分离方法及系统

摘要

本发明属于地震波信息处理技术领域，尤其涉及一种基于形态成分分析的面波分离方法及系统。所述基于形态成分分析的面波分离方法包括：步骤a：制作合成地震记录，并构造基于二维字典形态成分分析的面波分离模型；步骤b：选取二维非抽样小波字典稀疏表示面波信号分量，并选取二维局部离散余弦字典稀疏表示反射波信号分量；步骤c：采用二维字典下形态成分分析对面波信号分量与反射波信号分量进行分离。本发明既考虑面波信号特性的同时也考虑到反射波信号的特性，能更加有效地分离出面波与反射波信号。本发明充分利用了道与道之间的相关性，同时考虑在二维非抽样小波字典下，面波信号集中在低频高波数域中，使得面波信号的分离效果更好。

主权项

1.一种基于形态成分分析的面波分离方法，包括：步骤a：制作合成地震记录，并构造基于二维字典形态成分分析的面波分离模型；步骤b：选取二维非抽样小波字典稀疏表示面波信号分量，并选取二维局部离散余弦字典稀疏表示反射波信号分量；步骤c：采用二维字典下形态成分分析对面波信号分量与反射波信号分量进行分离；在所述步骤a中，所述合成地震记录为：x＝xg+xr+n     (1)式(1)中，xg为面波信号分量，xr为反射波信号分量，n为随机噪声；在所述步骤a中，所述面波分离模型为：式(2)中，λ为拉格朗日乘子，控制着面波信号分量与反射波信号分量之和拟合地震记录的失真度；Tg、Tr分别稀疏表示面波信号分量与反射波信号分量；通过块协调松弛算法对稀疏表示模型进行求解，得到分离出来的面波信号分量以及反射波信号分量；具体包括：(1)初始化拉格朗日乘子λ，迭代次数N，阈值δ＝Lmax，截止阈值δmin，其中Lmax为地震记录x在两种字典下表示系数的最大值中较小的一个；(2)进行N次迭代：A部分：假设xr不变，更新xg①计算残差：r＝x‑xg‑xr；②计算x_g+r经过二维非抽样离散小波变换后的系数，③保留系数α_g低频高波数域中系数不变，对系数α_g的其它域小波系数进行软阈值处理，阈值为δ，得到系数④通过重建x_g；B部分：假设xg不变，更新xr⑤计算残差r＝x‑xg‑xr；⑥计算x_r+r经过二维局部离散余弦变换后的系数，⑦对系数α_r进行软阈值处理，阈值为δ，得到系数⑧通过重建x_r；(3)更新阈值δ＝δ*λ；(4)如果δ＞δmin转至步骤(2)，否则结束。