提高声波远探测数据信噪比的方法与流程

1.本发明涉及油气勘探声波远探测数据处理领域，特别是涉及到一种提高声波远探测数据信噪比的方法。


背景技术：

2.提高信噪比的方法有根据信号和噪音在频率范围的不同进行滤波的频率滤波方法，有根据信号和噪音的视速度不同进行的频率波数滤波方法。噪音的频率滤波方法首先对数据进行傅里叶变换使数据由时间域变换到频率域，然后根据信号和噪音的频率分布不同，在频率域分离信号和噪音，最后进行傅里叶反变换把数据由频率域变换到时间域，完成数据的频率滤波。在噪音和信号的频率分布没有重叠的情况下，频率滤波可以达到理想的效果，数据的信噪比高，如果噪音和信号的频率分布有重叠，频率滤波在滤除噪音的同时会损失一部分有效信号，频率滤波效果不理想。频率波数滤波方法首先对数据进行二维傅里叶变换使数据由时间空间域变换到频率波数域，然后根据信号和噪音的视速度不同而分布在不同的频率波数域分离信号和噪音，最后进行傅里叶反变换把数据由频率波数域变换到时间空间域，完成数据的频率波数滤波，在噪音和信号的视速度没有重叠的情况下，频率波数滤波可以达到理想的效果，数据的信噪比高，如果噪音和信号的视速度有重叠，频率波数滤波在滤除噪音的同时会损失一部分有效信号，频率波数滤波效果不理想。
3.在申请号：cn200710052423.8的中国专利申请中，涉及到一种声波透射法首波的检测方法，根据声波传感器谐振频率确定前段时间区间的宽度和后段时间区间的宽度；计算声波波形的前段时间区间内的平均绝对值，记录前段时间区间平均绝对值；计算声波波形每一时刻的后段时间区间平均绝对值，记录后段时间区间平均绝对值的最大值；计算每一时刻的特征幅度比，记录特征幅度比的最大值；计算等效信噪比；按照特征幅度比的最大值与等效信噪比的数值关系，判定首波存在；在判定首波存在的情况下，最大值对应的数据所在的半波就是检测得到的首波。
4.在申请号：cn201710271863.6的中国专利申请中，涉及到一种声波通信处理方法、装置及电子设备，在获得当前场景的有效声音信号后，由于该有效声音信号包括当前场景的环境声音信号以及电子设备播放的声波信号，本技术通过获取该有效声音信号中的至少一个频率点上对应的环境声音能量值以及声波能量值，从而计算得到当前场景下声波通信的信噪比，进而基于该信噪比，调整声音播放器的声波配置参数，保证按照调整后的声波配置参数重新配置的声音播放器播放的声波信号的幅值适应当前场景，避免了播放的声波信号被环境噪声掩蔽，保证接收方能够有效地检测到该声波信号，提高所得传输数据的正确性以及可靠性。
5.在申请号：cn201310484692.7的中国专利申请中，涉及到一种低信噪比地震资料的井约束速度谱拾取方法，属于地震资料处理领域。本方法包括：(1)测井预处理：对输入的声波时差或者声波速度进行校正，得到经过校正后的声波速度；(2)对经过校正后的声波速度做声波测井数据浅层补偿和向下延伸处理，得到经过浅层补偿和向下延伸的声波速度；
(3)对所述经过浅层补偿和向下延拓的声波速度进行时深转换得到层速度，然后对层速度进行均方根速度转换，得到均方根速度；(4)获取所述均方根速度在速度谱上的投影。
6.以上现有技术均与本发明有较大区别，未能解决我们想要解决的技术问题，因此，如何在不损失信号的同时滤除噪音，是提高声波远探测数据成像信噪比的必然需求，为此我们发明一种提高声波远探测数据信噪比方法，解决了以上技术问题。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种在滤除噪音的同时不损失有用信号的方法提高声波数据成像信噪比，能够实现声波远探测数据成像信噪比提高的一种提高声波远探测数据信噪比的方法。
8.本发明的目的可通过如下技术措施来实现：提高声波远探测数据信噪比的方法，该提高声波远探测数据信噪比的方法包括：
9.步骤1：收集声波远探测数据；
10.步骤2：选取一道地震数据；
11.步骤3：选取该道地震数据的第一个采样点；
12.步骤4：计算该采样点振幅的平方；
13.步骤5：计算该道地震数据所有采样点振幅的平方；
14.步骤6：对所有数据按照步骤2-5处理；
15.步骤7：进行滤波处理；
16.步骤8：输出声波远探测成果剖面。
17.本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
18.在步骤1中，收集的声波远探测数据为有一定形态规律特征声波信号。
19.在步骤2中，选取一道地震数据,该道地震数据是由有效信号和噪音叠加组成的，有效信号是由频率为f1,...fn的正弦波叠加生成的。
20.在步骤2中，选取的地震数据为：
21.x＝s+n
[0022][0023]
x为地震数据振幅，s为信号振幅，n为噪音振幅，f为s振幅谱的频率，为s相位谱中频率为f对应的初始相位。
[0024]
在步骤3中，选取该道地震数据的第一个采样点,该采样点振幅是由f的正弦波的第一个振幅和噪音的振幅叠加生成的。
[0025]
在步骤3中，该采样点为：
[0026]
x(t1)＝s(t1)+n(t1)
[0027][0028]
x(t1)为地震数据第一个采样点振幅，s(t1)为信号第一个采样点振幅，n(t1)为噪音第一个采样点振幅，t1第一个采样点对应的时间，f为s振幅谱的频率，为s相位谱中频率为f对应的初始相位。
[0029]
在步骤4中，计算该采样点振幅的平方，公式如下：
[0030]
a1＝a
·a[0031]
a1为输出振幅值，a为输入振幅值；
[0032]
a1＝x＝s+n
[0033][0034]
根据信号的频移公式，可得
[0035][0036]
x为地震数据振幅，s为信号振幅，n为噪音振幅，f为s振幅谱的频率，为s相位谱中频率为f对应的初始相位。
[0037]
在步骤5中，计算该道数据所有采样点振幅的平方，公式如下：
[0038]a1i
＝ai·ai
[0039]
i＝1,2,3...,n
[0040][0041]
x
1i
为地震数据第i输出振幅，s为信号振幅，n为噪音振幅，f为s振幅谱的频率，为s相位谱中频率为f对应的初始相位；
[0042]a1i
为第i个输出振幅值，ai为第i个输入振幅值，n为采样点数，n为1。
[0043]
在步骤7中，进行滤波处理时，选用零相位低频滤波器，输出低频数据。
[0044]
本发明中的提高声波远探测数据信噪比的方法，利用地震数据振幅相乘根据信号的频移公式，相乘后地震数据发生频移，频率分别移到0hz和2倍的原始频率处，随机噪音振幅在乘积中变为0，利用低通滤波器进行滤波0hz的频率都为有效波信噪比得到加强，利用地震数据的频移处理方法能够提高声波远探测数据成像的信噪比。
附图说明
[0045]
图1为本发明的一种提高声波远探测数据信噪比方法的一具体实施例1的流程图；
[0046]
图2为本发明的一具体实施例1中没有利用本发明处理的数据示意图；
[0047]
图3为本发明的一具体实施例1中利用本发明处理后的数据示意图；
[0048]
图4为本发明的一种提高声波远探测数据信噪比方法的一具体实施例2的流程图；
[0049]
图5为本发明的一具体实施例2中没有利用本发明处理的数据示意图；
[0050]
图6为本发明的一具体实施例2中利用本发明处理后的数据示意图；
[0051]
图7为本发明的一种提高声波远探测数据信噪比方法的一具体实施例3的流程图；
[0052]
图8为本发明的一具体实施例3中没有利用本发明处理的数据示意图；
[0053]
图9为本发明的一具体实施例3中利用本发明处理后的数据示意图。
具体实施方式
[0054]
为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施
例，并配合附图所示，作详细说明如下。
[0055]
本发明的一种提高声波远探测地震数据信噪比的方法，利用信号频移处理方法提高了声波远探测数据成像信噪比。其包括的主要步骤是：
[0056]
步骤1：输入声波远探测数据；
[0057]
步骤2：选取一道数据，该道地震数据是由有效信号和噪音叠加组成的，有效信号是由频率为f1,...fn的正弦波叠加生成的。
[0058]
x＝s+n
[0059][0060]
x为地震数据振幅，s为信号振幅，n为噪音振幅，f为s振幅谱的频率，为s相位谱中频率为f对应的初始相位。
[0061]
步骤3：选取该道数据的第一个采样点，该采样点振幅是由f的正弦波的第一个振幅和噪音的振幅叠加生成的。
[0062]
x(t1)＝s(t1)+n(t1)
[0063][0064]
x(t1)为地震数据第一个采样点振幅，s(t1)为信号第一个采样点振幅，n(t1)为噪音第一个采样点振幅，t1第一个采样点对应的时间，f为s振幅谱的频率，为s相位谱中频率为f对应的初始相位；
[0065]
步骤4：计算该采样点振幅的平方，
[0066]
a1＝x＝s+n
[0067][0068]
根据信号的频移公式，可得
[0069][0070]
x为地震数据振幅，s为信号振幅，n为噪音振幅，f为s振幅谱的频率，为s相位谱中频率为f对应的初始相位；
[0071]
步骤5：计算该道数据所有采样点振幅的平方，
[0072][0073]
x
1i
为地震数据第i输出振幅，s为信号振幅，n为噪音振幅，f为s振幅谱的频率，为s相位谱中频率为f对应的初始相位。
[0074]a1i
为第i个输出振幅值，ai为第i个输入振幅值，n为采样点数，n为1。
[0075]
步骤6：对所有数据按照步骤2-5处理；
[0076]
步骤7：滤波处理，选用零相位低频滤波器，输出低频数据。
[0077]
步骤8：输出成果剖面。
[0078]
以下为应用本发明的几个具体实施例。
[0079]
实施例1：
[0080]
在应用本发明的一具体实施例1中，如图1所示，图1为本发明的一种提高声波远探测数据信噪比的方法的流程图。
[0081]
步骤101，输入声波远探测数据；
[0082]
步骤102，选取一道数据；
[0083]
步骤103，选取该道数据的第一个采样点；
[0084]
步骤104，计算该采样点振幅的平方；
[0085]
步骤105，计算该道数据所有采样点振幅的平方；
[0086]
步骤106，对所有数据按照步骤2-5处理；
[0087]
步骤107，滤波处理；
[0088]
步骤108，输出成果剖面。
[0089]
利用本发明实现声波远探测数据处理数据示意图如图3所示。没有利用本发明处理数据示意图如图2所示。从图中可以看出没有利用本发明处理数据的信噪比低，而利用本发明处理数据成像信噪比高。本发明的一种提高声波远探测数据信噪比方法是正确的，由于常规去噪方法在滤波的同时也损失了一部分信号，因此效果不理想。
[0090]
实施例2：
[0091]
在应用本发明的一具体实施例2中，如图4所示，图4为本发明的一种提高声波远探测数据信噪比的方法的流程图。
[0092]
步骤101，输入无噪音数据；
[0093]
步骤102，选取一道数据；
[0094]
步骤103，选取该道数据的第一个采样点；
[0095]
步骤104，计算该采样点振幅的平方；
[0096]
步骤105，计算该道数据所有采样点振幅的平方；
[0097]
步骤106，对所有数据按照步骤2-5处理；
[0098]
步骤107，滤波处理；
[0099]
步骤108，输出成果剖面。
[0100]
利用本发明实现声波远探测数据处理数据示意图如图6所示。没有利用本发明处理数据示意图如图5所示。从图中可以看出没有利用本发明处理数据的信噪比低，而利用本发明处理数据成像信噪比高。本发明的一种提高声波远探测数据信噪比方法是正确的，由于常规去噪方法在滤波的同时也损失了一部分信号，因此效果不理想。
[0101]
实施例3：
[0102]
在应用本发明的一具体实施例3中，如图7所示，图7为本发明的一种提高声波远探测数据信噪比的方法的流程图。
[0103]
步骤101，输入有噪音数据；
[0104]
步骤102，选取一道数据；
[0105]
步骤103，选取该道数据的第一个采样点；
[0106]
步骤104，计算该采样点振幅的平方；
[0107]
步骤105，计算该道数据所有采样点振幅的平方；
[0108]
步骤106，对所有数据按照步骤2-5处理；
[0109]
步骤107，滤波处理；
[0110]
步骤108，输出成果剖面。
[0111]
利用本发明实现声波远探测数据处理数据示意图如图9所示。没有利用本发明处理数据示意图如图8所示。从图中可以看出没有利用本发明处理数据的信噪比低，而利用本发明处理数据成像信噪比高。本发明的一种提高声波远探测数据信噪比方法是正确的，由于常规去噪方法在滤波的同时也损失了一部分信号，因此效果不理想。
[0112]
本发明实际声波远探测资料处理效果理想。这是由于本发明实现声波远探测数据处理，通过频移处理在滤除声波远探测数据噪音同时没有损失有效信号，在声波远探测信噪比提高方法优于常规信噪比提高方法。
[0113]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对前述实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0114]
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。