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Fizeau干涉系统虚拟环形光源设计及噪声抑制研究

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激光与光电子学进展 2024年

作者：王刚张迪郝怡蕾刘丙才王红军田爱玲朱学亮西安工业大学光电工程学院陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室

基于环形光源抑制相干噪声的原理，针对典型Fizeau干涉系统设计了利用光楔旋转产生的虚拟环形光源，讨论了光楔楔角的选取，仿真虚拟环形光源Fizeau干涉系统的随机噪声点和相干噪声源，对比点光源与环形光源模式干涉条纹图，结果表明虚... 详细信息

基于环形光源抑制相干噪声的原理，针对典型Fizeau干涉系统设计了利用光楔旋转产生的虚拟环形光源，讨论了光楔楔角的选取，仿真虚拟环形光源Fizeau干涉系统的随机噪声点和相干噪声源，对比点光源与环形光源模式干涉条纹图，结果表明虚拟环形光源能有效地抑制系统噪声，同时能够保持较好的干涉条纹对比度。

关键词：干涉测量相干噪声环形光源旋转光楔

基于注意力机制的无监督学习地震数据随机和不规则噪声衰减方法

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石油科学通报 2024年第1期9卷 35-49页

作者：杨柳青王守东杜宝强中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)海洋石油勘探国家工程实验室北京102249

地震勘探在野外采集到的地震数据受随机噪声和相干噪声的干扰而导致信噪比被降低,从而影响地震资料的后续处理,例如地震偏移和成像。因此,开发一种高效且自适应的方法来衰减地震数据中的随机与相干噪声是必要的。常规的监督学习算法需... 详细信息

地震勘探在野外采集到的地震数据受随机噪声和相干噪声的干扰而导致信噪比被降低,从而影响地震资料的后续处理,例如地震偏移和成像。因此,开发一种高效且自适应的方法来衰减地震数据中的随机与相干噪声是必要的。常规的监督学习算法需要人工生成大量标签来训练网络,这对于数据体量较小的地震勘探领域是十分困难的。此外,基于监督学习的噪声衰减方法在计算和人力成本上十分昂贵。为了解决该问题,本文构建了一种基于无监督学习策略的自适应深度学习框架来衰减多维地震数据中的随机和不规则(异常值)噪声。该方法采用编码和解码相对应的结构来压缩和重构数据特征。为了提高网络对重要波形特征的关注,本文采用软注意力机制以加权的方式给重要的波形特征分配更大的权重。本文采用小尺度地震数据分割技术将多维含噪数据分割为大量一维信号输入到网络进行迭代,从而自适应的衰减地震数据中的随机和异常值噪声。这种小尺度信号去噪方法可以有效地提升网络的噪声衰减表现,并有助于避免产生伪影。本文采用更具鲁棒性的Huber损失函数来衰减随机和异常值噪声,该损失函数结合了带有l2范数的均方根误差和l1范数的平均绝对误差损失。此外,在构建的网络中加入总变分(Total Variation,TV)正则化项来捕捉地震资料的局部光滑结构。通过实验调整Huber损失函数与TV正则化项的权重,使得网络获取最佳的去噪表现。本文构建的方法可直接用于多维地震数据的随机和异常值噪声衰减,并保证重构后地震信号的横向连续性。我们将提出的框架与经典的地震数据去噪方法和基于无监督学习的噪声衰减方法进行去噪对比来分析各方法的优劣。二维和三维合成数据与实际地震数据的测试结果表明本文提出的方法具有更好的噪声衰减和有效信号保护能力。

关键词：深度学习无监督学习注意力机制随机噪声相干噪声

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宽方位地震数据相干噪声压制技术研究及应用

石油物探 2023年第6期62卷 1080-1087,1153页

作者：张海秀余青露中国联合网络通信有限公司南京软件研究院江苏南京210019 中国石化石油物探技术研究院有限公司江苏南京211103

宽方位地震数据具有以下两个特点:①远偏移距地震道集中相邻地震道之间的距离明显小于理论道间距;②横向炮检距越大,检波线的空间采样越不规则,相邻道之间的距离变化率越大。这两个特点会导致面波、鸣震等线性相干噪声的时距曲线随横向... 详细信息

宽方位地震数据具有以下两个特点:①远偏移距地震道集中相邻地震道之间的距离明显小于理论道间距;②横向炮检距越大,检波线的空间采样越不规则,相邻道之间的距离变化率越大。这两个特点会导致面波、鸣震等线性相干噪声的时距曲线随横向炮检距的增大而呈双曲线变化,从而导致常规面波压制技术难以获得理想的噪声压制效果。针对这一问题,提出了基于十字交叉排列锥形滤波的均值加权相干噪声压制技术,该方法在十字交叉排列域进行,首先采用锥形滤波方法提取得到噪声模型后,对噪声模型进行均值加权处理,实现信噪分离,提取噪声并加以压制,保护有效信号,得到最终的去噪结果,提高资料的信噪比。将该技术应用于野外采集的宽方位地震数据相干噪声的压制处理,结果表明,在有效去除了干扰噪声的同时,有效信号基本没有损失,提高了地震资料的信噪比,验证了本文方法的适用性和有效性。

关键词：宽方位地震数据相干噪声十字排列均值加权有效信号

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多模光纤扩展光源抑制干涉仪相干噪声的研究

中国激光 2023年

作者：张徐鲁棋公维超徐天柱王微微孙莹刘世杰中国科学院上海光学精密机械研究所精密光学制造与检测中心中国-俄罗斯激光科学“一带一路”联合实验室(上海) 中国科学院大学

激光干涉仪中光学元件表面划痕和灰尘等元件疵病会在干涉图中形成衍射环状相干噪声，极大影响测量精度。为了消除此类相干噪声，本文提出了一种基于多模光纤耦合角度变化的扩展光源方法，控制平行光束通过旋转毛玻璃耦合进入多模光纤的... 详细信息

激光干涉仪中光学元件表面划痕和灰尘等元件疵病会在干涉图中形成衍射环状相干噪声，极大影响测量精度。为了消除此类相干噪声，本文提出了一种基于多模光纤耦合角度变化的扩展光源方法，控制平行光束通过旋转毛玻璃耦合进入多模光纤的角度达到抑制散斑和相干噪声的效果。通过理论推导和构建仿真模型，并基于纤芯直径为1 mm的多模光纤扩展光源在直径为25.4 mm的泰曼-格林干涉仪上进行实验验证，结果表明：通过改变入射角度可以控制扩展光源的形态，在-3°～2°的范围内，干涉仪的信噪比提高40.3%，信噪比最高时入射角度为纤端光斑形态发生变化的临界值与正入射角度的中间值附近，且该临界值与理论推导和仿真结果一致。实验证明了所提方法可以抑制干涉仪的相干噪声，进一步完善了多模光纤扩展光源的研究。

关键词：光纤光学干涉测量扩展光源相干噪声信噪比

相干噪声快速去除算法及其在声源定位中的应用

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声学学报 2021年第5期46卷 677-686页

作者：季建朝王聪刘浩李国如贾俊陆军航空兵学院北京101123 国防大学联合作战学院北京100091 陆军航空兵学院第三飞行训练旅山西041000

针对相干噪声干扰声源辨识问题,将强跟踪滤波器理论与阵列信号采集模型相结合,发展了一种快速估计相位变化的算法。算法引入多重次优渐消因子,能够进一步提取相位残差中的有用信息,使输出残差序列处处正交,且该因子能根据噪声相位差变... 详细信息

针对相干噪声干扰声源辨识问题,将强跟踪滤波器理论与阵列信号采集模型相结合,发展了一种快速估计相位变化的算法。算法引入多重次优渐消因子,能够进一步提取相位残差中的有用信息,使输出残差序列处处正交,且该因子能根据噪声相位差变化自动调节。通过仿真对连续相位突变进行跟踪表明,在参数失配条件下该算法实现了相位差的准确估计,且其性能在宽频范围具有稳定性。通过音箱实验给出了宽频范围内的成像结果,与已有算法对比表明,该算法不仅能够实时消除噪声干扰并可将收敛速度提高一倍以上。本研究实现了对随机变化相位的准确佔计,提升了传声器阵列在相干噪声干扰下的声源实时定位能力。

关键词：强跟踪滤波器传声器阵列声源定位相位变化阵列信号相位残差相干噪声相位突变

抑制移相干涉仪中相干噪声的多模光纤扩展光源研究

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光学学报 2022年第19期42卷 1-8页

作者：胡晨辉陈磊黄晨马致遥钱月张喆李若琨郑东晖南京理工大学电子工程与光电技术学院江苏南京210094

激光干涉仪中光学元件上的瑕疵、气泡和脏点等会在干涉图中引入类似“牛眼环”的相干噪声。为解决这一问题,提出一种基于多模光纤扩展光源的相干噪声抑制方法。该方法利用扩展光源抑制相干噪声,选择最优多模光纤纤芯保证良好的干涉条纹... 详细信息

激光干涉仪中光学元件上的瑕疵、气泡和脏点等会在干涉图中引入类似“牛眼环”的相干噪声。为解决这一问题,提出一种基于多模光纤扩展光源的相干噪声抑制方法。该方法利用扩展光源抑制相干噪声,选择最优多模光纤纤芯保证良好的干涉条纹对比度,并使用复合散斑抑制技术,通过多模光纤和旋转毛玻璃减小散斑对比度,抑制多模光纤模式干涉产生的散斑噪声。在直径为300 mm的干涉仪中进行了仿真分析与实验验证,结果表明:在直径为300 mm的菲佐立式平面干涉仪,腔长为500 mm,相机曝光时间为5 ms的条件下,将该光源系统中多模光纤纤芯直径范围控制在0.52~1.70 mm范围内,可以保证干涉条纹对比度大于0.75;干涉仪最终成像的散斑对比度维持在0.04左右,最小可以达到0.044;多模光纤扩展光源进一步提高了光源的均匀性,干涉仪中成像背景更均匀。实验证明了所提方法可以有效抑制干涉图中的相干噪声。

关键词：光纤光学干涉测量菲佐干涉仪扩展光源相干噪声散斑信噪比

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径向道变换压制高密度采集资料中的相干噪声

石油地球物理勘探 2008年第3期43卷 321-326,370,24页

作者：刘志鹏陈小宏李景叶黄饶中国石油大学CNPC物探重点实验室.北京北京市昌平102249 中国石油大学石油天然气成藏机理教育部重点实验室

在对径向道(RT)变换滤波压制相干噪声基本原理研究的基础上,通过在模拟及实际资料中与产f-k滤波效果的对比分析,表明RT滤波可以根据噪声特点,通过选择合适的变换原点与视速度范围进行局部处理,而不影响其余区域。针对高密度采集资料对... 详细信息

在对径向道(RT)变换滤波压制相干噪声基本原理研究的基础上,通过在模拟及实际资料中与产f-k滤波效果的对比分析,表明RT滤波可以根据噪声特点,通过选择合适的变换原点与视速度范围进行局部处理,而不影响其余区域。针对高密度采集资料对地震波场实现无假频采样,对比分析了RT滤波在高密度采集与普通道距采集资料中的应用效果,并对实际高密度资料进行了处理试验,充分验证了RT滤波在高密度资料处理中压制相干噪声的有效性。RT滤波非常适用干高密度资料的相干噪声衰减,但其作为一种成熟的高密度资料去噪技术还需进行完善。

关键词：径向道变换高密度采集相干噪声 f-k滤波假频

利用自适应阈值法压制随钻地震数据中的随机噪声和相干噪声

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利用自适应阈值法压制随钻地震数据中的随机噪声和相干噪声

2022年中国石油物探学术年会

作者：马玥刘玉金沙特阿美北京研发中心

在反射地震学中,地震记录中的一次反射常常被随机噪声和相干噪声所掩盖,给后续的地震数据处理、成像和地震解释带来困难。我们提出了一种新的滤波技术,通过在叠前地震道集的局部频率-波数域中应用自适应阈值方法来压制地震数据中的相干... 详细信息

在反射地震学中,地震记录中的一次反射常常被随机噪声和相干噪声所掩盖,给后续的地震数据处理、成像和地震解释带来困难。我们提出了一种新的滤波技术,通过在叠前地震道集的局部频率-波数域中应用自适应阈值方法来压制地震数据中的相干噪声和随机噪声。文中所提出的方法对于处理具有冲突倾角和陡倾角相干噪声的高度复杂的地质剖面是有效的。我们将此方法应用到专为随钻地震测试采集的实际数据中,并展示了这种自适应滤波器的有效性。

关键词：随钻地震相干噪声随机噪声

来源： cnki会议评论

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利用相干噪声技术压制可控震源强能量干扰

利用相干噪声技术压制可控震源强能量干扰