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利用基于断层算子的各向异性扩散滤波提高地震数据品质

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石油地球物理勘探 2018年第6期53卷 1137-1141,I0001,I0002页

作者：李福强周东红明君夏同星中海石油(中国)有限公司天津分公司天津塘沽300459

断层、裂缝等横向不连续信息在地震剖面中呈弱响应,有效边缘结构信息在采集、处理过程中容易受到削弱。为此,在前人的研究基础上分析了非线性各向异性扩散滤波理论,通过引入不同类型的断层算子,详细探讨了断层算子对各向异性扩散滤波效... 详细信息

断层、裂缝等横向不连续信息在地震剖面中呈弱响应,有效边缘结构信息在采集、处理过程中容易受到削弱。为此,在前人的研究基础上分析了非线性各向异性扩散滤波理论,通过引入不同类型的断层算子,详细探讨了断层算子对各向异性扩散滤波效果的影响。断层算子是判别地震图像横向不连续性的一个"亮点",其大小反映了断裂与不连续程度:靠近断层、裂缝等不连续面时,断层算子的值较小,此时扩散作用较小;断层算子的值较大时,远离断点位置,此时扩散作用较强。因此,利用断层算子可以有效地保证滤波效果,也有利于保护断层、裂缝等不连续面的有效地质信息。模拟与实际数据计算结果均表明,基于断层算子的各向异性扩散滤波可以有效地去除噪声,自适应增强断点处的能量,经该方法处理的地震数据利于属性提取。

关键词：各向异性扩散滤波断层算子边缘结构信息断点能量

去除SAR图像斑点的改进型自适应各向异性扩散滤波方法

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高技术通讯 2008年第6期18卷 635-639页

作者：张露郭华东韩春明廖静娟中国科学院遥感应用研究所遥感信息科学重点实验室北京100101

针对目前基于各向异性扩散技术的 SAR 图像斑点滤波方法的扩散系数与迭代过程控制不够精确的缺点,提出了一种改进的自适应各向异性扩散滤波方法,该方法结合有效视数(ENL)和梯度两种参数,使扩散系数能够自适应不同地物与细微结构,并通过... 详细信息

针对目前基于各向异性扩散技术的 SAR 图像斑点滤波方法的扩散系数与迭代过程控制不够精确的缺点,提出了一种改进的自适应各向异性扩散滤波方法,该方法结合有效视数(ENL)和梯度两种参数,使扩散系数能够自适应不同地物与细微结构,并通过准确地获取迭代过程中平坦区域有效视数以及扩展扩散的临近点个数,更精确地控制迭代过程。实验表明,这种改进的方法在去除斑点噪声、保持点目标和细节边缘信息等方面均优于传统的增强 Lee 滤波法、PM 滤波法和 SRAD 各向异性扩散法。

关键词：斑点滤波各向异性扩散滤波有效视数(ENL)

各向异性扩散滤波远探测声波测井图像降噪方法

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应用声学 2022年第4期41卷 568-577页

作者：傅艳莉李超陈浩曹雪砷中国科学院大学北京100049 中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室北京100190 北京市海洋深部钻探测量工程技术研究中心北京100190

声波远探测测井技术近年来在复杂油气藏的构造识别和储层评价中发挥着重要作用。该技术利用来自井外的反射波对井旁地质构造进行准确成像,但由于反射波具有幅度低、受幅度强的井孔直达波干扰等特点,实际数据提取到的反射波信噪比往往比... 详细信息

声波远探测测井技术近年来在复杂油气藏的构造识别和储层评价中发挥着重要作用。该技术利用来自井外的反射波对井旁地质构造进行准确成像,但由于反射波具有幅度低、受幅度强的井孔直达波干扰等特点,实际数据提取到的反射波信噪比往往比较低,需要对反射波进行降噪处理。非线性各向异性扩散滤波能够在滤除图像噪声的同时保留图像边缘及细节等信息,在地震数据处理和医学图像去噪中都有广泛应用。该文从各向异性扩散滤波的基本原理入手,将提取到的井外反射波信号当作图像,采用不同扩散张量进行处理,通过含噪声的模拟数据处理验证了该方法的处理效果并建立起适合于远探测测井的数据处理流程,实际远探测数据处理结果进一步表明其具有较好的应用前景。

关键词：远探测技术反射波测井各向异性扩散滤波图像降噪相干增强

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各向异性扩散滤波在地震数据中去噪

各向异性扩散滤波在地震数据中去噪

作者：史瑞哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

本文的目的在于对二维地震数据去噪,并提高二维地震资料的保真度。本文应用了一个基于非线性各向异性滤波方法,获得更好的地震断层检测。这个方法是一个基于偏微分方程,并能够使在不丢失相关细节和断层信息的情况下,获得简化图像。通过... 详细信息

本文的目的在于对二维地震数据去噪,并提高二维地震资料的保真度。本文应用了一个基于非线性各向异性滤波方法,获得更好的地震断层检测。这个方法是一个基于偏微分方程,并能够使在不丢失相关细节和断层信息的情况下,获得简化图像。通过计算局部地质层的方向信息,计算得到结构张量,并运用结构张量信息,使得扩散沿着地震层进行扩散,此方法叫做:非线性各向异性扩散。在此方法中,扩散张量的特征值由局部结构张量构造,并考虑正则化。在模拟实验和地震数据实验中,本文都得到了有效的结果。在第1章中,本文主要讲了课题的背景,以及现阶段研究的现状和研究成果。并分析了主要研究方法的优劣,为本文课题的展开提供了现实需求。在第2章本文主要讨论了有关地震数据保边滤波的主要发展以及缺陷。并讨论了图像处理的偏微分方法。在最后的章节,阐述了本文所用到的评判标准以及计算公式。第3章本文引入了各向异性扩散滤波,并详细阐述了扩散滤波的物理背景以及尺度空间的概念。并说明本文所讨论的基于偏微分方程滤波都可以构成一个尺度空间。之后引入了各向异性扩散滤波技术,并讨论不同的扩散张量特征值的构造,对图像的滤波结果都不同。本文所做的主要工作,是对前辈学者所用到的扩散张量进行实现,了解其优缺点。并在已有的基础上,进行改进,设计出适应于地震图像处理的扩散张量的设计。在之后,对扩散方程进行五点差分离散,得到算法的迭代格式。在对模拟图像进行实验发现,扩散后的地震图像噪声压制比较好,并对地震图像断层保留较好。

关键词：偏微分方程各向异性扩散滤波扩散张量边缘保持去噪

采用偏微分方程的磁共振弥散张量各向异性扩散滤波去噪

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中国生物医学工程学报 2010年第4期29卷 481-485页

作者：吴锡周激流毕务忠谢明元罗代升成都信息工程学院电子工程系成都610225 四川大学电子信息学院成都610065

弥散张量磁共振成像(DTI)是无创研究大脑白质结构及其他人体纤维状组织结构的主要工具。由于合成DTI数据的弥散加权成像数据(DWI)易受噪声干扰,需要有效去噪以保证DTI数据精度和后续应用的实现。使用各向异性扩散滤波理论,综合考虑各方... 详细信息

弥散张量磁共振成像(DTI)是无创研究大脑白质结构及其他人体纤维状组织结构的主要工具。由于合成DTI数据的弥散加权成像数据(DWI)易受噪声干扰,需要有效去噪以保证DTI数据精度和后续应用的实现。使用各向异性扩散滤波理论,综合考虑各方向通道DWI数据的几何形态和结构特点,重构其特征向量和特征值,获得统一平滑的结构张量,以期在有效去噪的基础上最大程度地保持DTI数据几何结构和特征。利用所提出方法在合成弥散张量数据上进行仿真,并在真实脑部DTI数据上进行实验。仿真和实验结果表明,该方法能有效减少噪声对DTI数据的影响,较之现有的时频分析去噪方法,可更准确地恢复DTI数据,减少主分量方向的偏差和部分各向异性值的误差。

关键词：弥散张量磁共振成像各向异性扩散滤波偏微分方程

各向异性扩散滤波在地震资料去噪中的研究及应用

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中国石油和化工标准与质量 2017年第13期37卷 94-95页

作者：李军华中国石油尼罗河公司北京100034

在地震勘探中,很多因素都会使地震数据中含有一定的噪音,在一定程度上影响后续处理、解释以及储层预测的效果。传统的地震资料去噪方法会对数据的边缘造成一定的损伤,而各向异性扩散滤波方法不仅可以去除地震资料中的噪音,还可以保持和... 详细信息

在地震勘探中,很多因素都会使地震数据中含有一定的噪音,在一定程度上影响后续处理、解释以及储层预测的效果。传统的地震资料去噪方法会对数据的边缘造成一定的损伤,而各向异性扩散滤波方法不仅可以去除地震资料中的噪音,还可以保持和增强数据的边缘特征。本文首先对各向异性扩散滤波技术的基本原理进行了简要介绍,然后通过模型正演验证了该技术的有效性,最后对实际的叠前和叠后地震资料进行了处理及分析,结果表明,该方法的去噪效果比较好,明显提高了资料的清晰度和信噪比,可为处理、解释及储层预测提供更好的地震资料。

关键词：各向异性扩散滤波地震资料去噪

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基于多方向中值滤波的各向异性扩散滤波算法

计算机工程与应用 2017年第4期53卷 195-199页

作者：方政胡晓辉陈永兰州交通大学电子与信息工程学院兰州730070

提出一种改进各向异性扩散滤波算法。现有研究方法多存在图像边缘不清,误识别多,扩散系数多凭主观选择等问题。该算法利用保留细节和边缘的能力较为突出的多方向中值滤波方法在多个方向上进行扩散,利用局部方差和图像梯度改进了扩散系数... 详细信息

提出一种改进各向异性扩散滤波算法。现有研究方法多存在图像边缘不清,误识别多,扩散系数多凭主观选择等问题。该算法利用保留细节和边缘的能力较为突出的多方向中值滤波方法在多个方向上进行扩散,利用局部方差和图像梯度改进了扩散系数,通过多次迭代修正扩散系数,增强了算法的鲁棒性,且在滤除噪声的同时注重对边缘细节的保持。通过具体实验仿真,以峰值信噪比、均方误差、结构相似度以及图像佳数4个参数作为指标,对实验仿真结果进行了量化比较,表明该算法与传统各向异性扩散方法以及Catté_PM模型等改进方法相比,具备更好的滤除图像噪声以及保持图像边缘的能力。

关键词：各向异性扩散滤波多方向中值滤波扩散系数局部方差图像梯度

复数域非线性各向异性扩散滤波裂缝储层预测方法研究

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复数域非线性各向异性扩散滤波裂缝储层预测方法研究

作者：石战战成都理工大学

学位级别：硕士

裂缝储层地球物理预测是指利用地球物理学的理论和方法识别和预测地下裂缝储层的空间分布及其内部结构，对实现我国油气资源“增储上产”的战略目标具有重要的意义。裂缝型油气藏具有储层岩性、物性复杂，非均质性强，储集空间复杂多变... 详细信息

裂缝储层地球物理预测是指利用地球物理学的理论和方法识别和预测地下裂缝储层的空间分布及其内部结构，对实现我国油气资源“增储上产”的战略目标具有重要的意义。裂缝型油气藏具有储层岩性、物性复杂，非均质性强，储集空间复杂多变等特征。这些复杂性给裂缝型储层预测及评价带来极大的困难。目前国内外虽已发展了一系列的基于地震资料的裂缝预测方法技术，但是裂缝分布的细微性、复杂性、不规则性以及裂缝发育带往往是地质构造复杂地区，造成了地震资料噪声污染严重、信噪比低，传统的裂缝检测方法受噪声影响大，难以精确预测储层裂缝发育带。近年来，基于偏微分方程的扩散滤波技术逐渐得到重视，被广泛应用于图像去噪和增强等领域，在去噪的同时保护甚至增强如边缘、线条等一些线性纹理结构。其发展经历了由线性到非线性，由各向同性到各向异性扩散，由实数域到复数域的发展。考虑到地震图像具有线状纹理特征，包含丰富的地质信息，且储层裂缝发育带地震资料品质低，在去噪过程中必须保护甚至增强所有的边缘信息，从而为地震勘探的地质解释提供可靠的资料。因此，基于偏微分方程的扩散滤波方法适用于地震图像的去噪处理。本文针对传统基于不连续性检测的裂缝储层预测方法受噪声影响大的缺点，提出了结合复数域非线性各向异性扩散滤波去噪和三维地震几何属性的新方法。旨在压制地震信号噪声，提高资料信噪比，降低储层裂缝预测多解性。全文共分五章，主要研究内容包括：（1）裂缝储层预测的地质地球物理基础。研究了裂缝的分类和地质及地球物理特征，地震资料的分辨率及预测裂缝发育带的可能性及存在的风险。（2）各向异性扩散滤波理论和实际应用分析。各向异性扩散滤波的基本思想是在多尺度空间进行信号处理，类似于物理上的热扩散过程，滤波方程本质在数学上是一种偏微分方程，和基于概率统计的方法和基于小波的方法相比，各向异性扩散滤波这种确定性方法的物理意义更为明确。这部分首先介绍了偏微分方程理论基础和图像的多尺度分析方法，介绍了线性各向同性扩散滤波和P-M模型、张量模型等非线性各向异性扩散滤波。在此基础上将各向异性扩散方程与自由薛定谔方程相结合，提出复数域线性各向异性扩散滤波，通过将复数域各向异性扩散项加入Shock滤波器，将复数域线性各向异性扩散滤波推广到非线性域。提出了复数域非线性各向异性扩散滤波迭代停止准则，分析了复数域各向异性扩散滤波实际地震资料去噪能力。（3）基于三维地震几何属性的裂缝预测方法。讨论了第三代相干算法、三维体曲率和蚂蚁追踪方法及其裂缝检测原理。为了有效压制地震资料噪声和保持信号断裂信息，将复数域非线性各向异性扩散滤波和几何属性结合起来，实际资料试算表明，该方法改善了资料品质，降低解释风险。

关键词：裂缝各向异性扩散滤波 shock 滤波复数域几何属性

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基于拓频的多阶复数域各向异性扩散滤波

基于拓频的多阶复数域各向异性扩散滤波

作者：黄伟成都理工大学

学位级别：硕士

裂缝性储层具有很强的非均质性、各向异性和复杂的储层空间特征。如果地震数据的分辨率与信噪比较低,则裂缝性油气藏的勘探难度就更大。裂缝与断层有一定的相关性,本文将断层及断层周围的裂缝结合起来(以下称作“断缝体”)进行研究。研... 详细信息

裂缝性储层具有很强的非均质性、各向异性和复杂的储层空间特征。如果地震数据的分辨率与信噪比较低,则裂缝性油气藏的勘探难度就更大。裂缝与断层有一定的相关性,本文将断层及断层周围的裂缝结合起来(以下称作“断缝体”)进行研究。研究过程中重点考虑了两个问题:(1)断缝体边界准确刻画问题。断缝体附近干扰波发育,如何在压噪时保持断缝体边界信息值得研究。(2)断缝体纵向分辨率问题,即如何消除或减少子波延续度对断缝体纵向分布范围的影响。具体来说,开展了以下研究工作并取得了相应成果:(1)经过一系列的对比和讨论研究了多阶复数域各向异性扩散滤波方法。为了解决各向异性扩散滤波边缘保持能力差的缺陷,Guy Gilboa将各向异性扩散滤波发展到复数域。根据复数域各向异性扩散滤波后得到的实部和虚部代表不同的信息,实部相当于对图像做高斯卷积,可用于滤波、去噪,虚部相当于对图像进行高斯卷积的拉普拉斯变换,可用于边缘检测。如对提取实部信息再次进行复数域各向异性扩散滤波,则可在滤波的基础上提取边缘,也可进一步提高信噪比。通过数值模拟和实际资料分析,证明了多阶复数域各向异性扩散滤波的可行性。(2)根据褶积理论,地震记录是反射系数与子波的褶积。如果我们对地震记录进行去噪,则去噪过程对反射系数和子波都有影响,去噪效果不理想,而且容易使断层处产生畸变。本文通过基追踪得到反射系数剖面,通过多阶复数域各向异性扩散滤波对反射系数进行去噪,去噪后的反射系数与子波褶积重新合成地震记录。结果表明,该方法在断层边界保持和信噪比提高方面均优于对剖面直接滤波。(3)分析了地震数据中低频、高频信息的重要性。第一,通过子波拓频可以发现,如果我们在保持中高频的前提下拓宽低频,则在时间域子波主瓣振幅增强,旁瓣振幅减弱,能有效提高地震记录纵向分辨率;第二,对比非宽频带和宽频带单道记录、断层模型可以发现,拓频后的地震记录在地层处能量更集中,能够有效地压缩地震子波的时间长度;第三,通过对实际地震剖面拓频可以发现,拓频后富低频信息的地震剖面具有更高的纵向分辨率;(4)通过数值模拟和对实际资料去噪能力的分析,证明了拓频与多阶复数域各向异性扩散滤波的有效性。另外,体曲率属性、蚂蚁追踪技术等几何属性也可与基于拓频的多阶复数域各向异性扩散滤波结合以突出边界信息。从而可以有效地检测和识别断缝体,为地震解释工作中提供了可靠的资料。

关键词：断缝体宽频带复数域各向异性扩散滤波纵向分辨率