Seismic signal analysis based on the dual-tree complex wavelet packet transform

We tried to apply the dual-tree complex wavelet packet transform in seismic signal analysis. The complex wavelet packet transform (CWPT) combine the merits of real wavelet packet transform with that of complex continuous wavelet transform (CCWT). It can not only pick up the phase information of signal, but also produce better “focalizing” function if it matches the phase spectrum of signals analyzed. We here described the dual-tree CWPT algorithm, and gave the examples of simulation and actual seismic signals analysis. As shown by our results, the dual-tree CWPT is a very effective method in analyzing seismic signals with non-linear phase. Foundation item: Cultural Heritage Protection Program of State Administration of Cultural Heritage (200001).     

基于小波变换与小波包变换的降噪方法比较

在模拟地震记录信号中加入信噪比为17的高斯白噪声,然后分别采用小波降噪和小波包降噪方法,对含噪信号进行降噪处理。在不同降噪阈值下,比较降噪后信号的信噪比。结果表明:在同一降噪阈值下,小波包降噪后信号的信噪比高于小波降噪后信号的信噪比,而且采用wbmpen方法给定的阈值明显可以提高降噪后信号的信噪比。     

高斯线调频小波变换及其在地震震相识别中的应用

基于地震渐变信号在起始点附近信号高频分量比较丰富，但信号幅度较小的特点，本文选取高斯线调频小波作为基函数，研究了不同小波参数和信号参数对其变换结果的影响规律，找出了直接利用变换峰值进行震相识别的误差来源，提出了一种从背景噪声中实现渐变地震震相识别的有效方法——定尺度小波变换比方法，给出了模拟数字信号和实际地震震相识别的实例．      

Gauss linear frequency modulation wavelet transforms and its application to seismic phases identification

Introduction The accurate gradual change style seismic phases identification is an older new question for discussion. Wavelet transform has good localization properties in time-frequency domain, and is a effective tool to analyze seismic signal which has been applied to detection of many kinds of signal, picture processing and other fields. When a kind of new signal stack up another kind of signal, more high frequency signal components will happen at onset time of new signal. Based on the wave…     

基于物理小波的频谱分解方法及应用研究

在地震资料频谱分解中,采用匹配地震子波的物理小波,依据地震信号的特征,用振幅、能量衰减率、能量延迟时间及地震子波的中心频率等四类参数构造基本小波,把地震信号分解在小波域,高频分量能够得到精细的刻画.本文以物理小波变换为工具, 给出了该变换中的核函数的选择方法,进而提出了基于物理小波变换的频谱成像方法.我们将此方法用于海上某油田河流相储层的描述,并与常规软件中的小波变换频谱成像结果进行了对比, 结果表明,本文提出的方法更能精细地刻画地质事件.     

小波理论及其在地震监测中的应用

对小波变换的基本理论和小波分析（多分辨分析、小波包分析）方法做了简要的阐述,介绍了国内外当前小波理论在数字地震监测中的应用研究现状,并在此基础上分析了小波技术在未来数字地震监测中的应用前景。     

Identification method of seismic phase in three-component seismograms on the basis of wavelet transform

IntroductionThe three-component seismograms represents ground motion. Seismic signal contains various types of phase arrivals. Some of the most significant are the P, S, LQ and LR arrivals. Accurately determining the time of these arrivals 'is importal to determine the location of an event.Although a lot of work in determining the location have been done, researchers have not carriedout the target in trying to determine this information more accurately from single-station seismogram due to …     

多尺度奇异性检测及其在地震相分析中的应用

本文从地震道的奇异属性出发,利用连续小波变换求取地震道的小波变换模极大值曲线,并沿此曲线提取地震道的小波变换系数,称之为小波变换模极大值连线振幅.此属性不仅可以代表信号本身,而且可以最大程度的区别于相邻道,并且具有地震道多尺度的特征,即兼具时频域的特征.由此结合自组织神经网络,我们提出了一种新的地震相分析方法.通过模型合成地震记录实验分析,证明此方法是可行的,且对地质层位的解释误差具有一定的容许度.最后,将此方法应用于了实际资料,取得了良好的效果.     

基于双谱幅值和相位重构的地震子波提取

利用地震记录双谱中包含子波的幅值和相位信息,以及其超强的抗噪声干扰能力,采用一种基于双谱幅值和相位重构的地震子波提取方法,首先提取出子波幅值及相位信息,进而通过傅立叶反变换,使子波得以完全恢复.本文针对双谱相位重构递推公式,提出一种新的初值选取方法,使地震子波估计的稳定性得到了提高.仿真实验证实了该方法的可行性.     

基于Curvelet变换的地震资料信噪分离技术

在地震资料中,噪声干扰严重影响了有效信号的提取,为此必须进行信噪分离处理.本文提出一种基于Curvelet变换和KL变换相结合的软硬阈值折衷处理方法.首先对地震数据进行Curvelet变换,然后对各尺度系数选取适当阈值压制噪声干扰,再利用KL变换提取数据中的相干有效信号,最后重构得到去噪后的记录.经合成记录和实际地震资料处理实验证明,该方法与小波变换法相比较,更能有效进行信噪分离,提高地震剖面信噪比和分辨率.     

多分辨率地震信号反褶积

基于二进小波变换提出了一种新的反褶积方法─-多分辨率地震信号反褶积．在地震信号二进小波变换域中的各尺度上分别进行其分辨率随小波尺度变化的反褶积,利用不同分辨率反褶积结果之间的相关性,以及测量噪声随尺度的衰减特性,从低分辨率反褶积结果逼近高分辨率反褶积结果．理论分析和实验表明,该方法有较高的精度,并且在较低信噪比情况下有好的效果．     

第二代小波变换及其在地震信号去噪中的应用

本文讨论了第二代小波变换的基本原理和变换过程，并将第二代小波变换引入到地震资料去噪处理中，基于提升法的小波变换是一种柔性的小波构造方法，它使用线性、非线性或空间变化的预测和更新算子，并能确保变换的可逆性。通过对模拟数据和实际资料的处理，证明了的它对地震信号去噪具有很好的效果。离散信号的小波去噪可分为三步：小波分解，系数缩减（切除噪声部分），信号重建。目前常用的小波去噪的方法有硬阈值法和软阈值法，这里采用软阈值法去噪。本文的提升变换采用的是Deslauriers-Dubuc（4，2）小波，基于以上变换方法，分别对含噪的模拟数据及实际地震数据进行3级可逆提升变换，对每一级上的细节信号按上述的软域值法进行处理，削减小波系数中的噪声部分，从而实现了信号去噪，结果证明去除随机噪声的效果是令人满意的。     

基于小波包变换的地震数据时频分析方法

介绍了瞬时频率的概念和瞬态谱的小波包计算方法,并结合时间域模拟信号给出了其时频分布,结果表明,小波包变换可准确技术地震信号的时变特征,值得推广应用。     

Modeling of Wave Dispersion Using Continuous Wavelet Transforms

In the estimate of dispersion with the help of wavelet analysis considerable emphasis has been put on the extraction of the group velocity using the modulus of the wavelet transform. In this paper we give an asymptotic expression of the full propagator in wavelet space that comprises the phase velocity as well. This operator establishes a relationship between the observed signals at two different stations during wave propagation in a dispersive and attenuating medium. Numerical and experimental examples are presented to show that the method accurately models seismic wave dispersion and attenuation.     

地震数据去噪中的小波方法

地震资料去噪是地震数据处理中是必不可少的步骤,随着地震勘探的进步和勘探目的层加深,对地震资料的信噪比和分辨率提出了越来越高的要求.小波分析作为一个新兴的数学方法在地震资料去噪中也有巨大的潜力.本文从小波去噪的特点出发,介绍了小波分频和小波域阈值去噪的特点,并详细总结了地震资料去噪中的小波方法,主要有面波的压制和随机噪声的衰减.最后简要叙述了地震资料小波去噪的一些问题和发展.     

基于提升算法和百分位数软阈值的小波去噪技术

在地震勘探领域,随机噪声一直是影响地震信号信噪比的主要因素之一,如何从被干扰的地震信号中有效去除随机噪声并保护有用信号具有重要的意义.针对经典小波变换在计算效率方面的缺陷,本文推荐应用提升算法实现第二代小波变换的构建,分析和对比了提升算法(Lifting Scheme)下不同小波变换方法的特性,选取更加符合小波域去噪原理的CDF 9/7双正交小波变换作为基本算法,同时应用了简单、有效的百分位数(Percentiles)软阈值进行信噪分离.通过理论模型处理,本方法可以在去噪能力和保护有用信号之间找到很好的平衡点.实际剖面的处理效果表明,此方法不仅能有效的滤除随机噪声,而且很好地保护有用信号,提高地震数据分析的精确性.     

Seismic data compression based on integer wavelet transform

Due to the particularity of the seismic data, they must be treated by lossless compression algorithm in some cases. In the paper, based on the integer wavelet transform, the lossless compression algorithm is studied. Comparing with the traditional algorithm, it can better improve the compression rate. CDF (2, n) biorthogonal wavelet family can lead to better compression ratio than other CDF family, SWE and CRF, which is owe to its capability in canceling data redundancies and focusing data characteristics. CDF (2, n) family is suitable as the wavelet function of the lossless compression seismic data. Contribution No.04FE1019, Institute of Geophysics, China Earthquake Administration.     

基于小波与分形理论的地震异常检测

为了提高地震异常检测精度,探讨了小波与分形结合的地震异常检测方法.首先采取功率谱密度对地震波的分形性质进行分析,得出其具有且仅在几个高频段具有自仿射分形性质,这为分形的合理应用提供了依据并揭示了现有单一综合分形维方法的不足;继而提出了频率、时间有序的无次采样小波包变换(FOTO NWPT),该算法为地震波分形分析创造了优良平台.基于前两者,提出了小波与分形优势结合的地震异常检测方法：由FOTO NWPT将地震波分解在若干尺度上,依据尺度关联维分析构建地震剖面分形参数空间,参数奇异标志了地震异常.工程实验证明,该方法比现有方法的科学性和实用性更强,为实现度量参数化精细地震勘探提供了一条新的思路.     

小波包变换中地震信号的结点序号到频带序号的转换算法

利用小波包变换对地震非平稳信号进行处理时,结点与频带之间存在"跳频"现象,基于小波包变换算法以及异或运算,对小波包树频带序号和结点序号的关系进行研究,明确信号子空间频带与小波包树结点的排列规律,同时提出一种从结点序号到频带序号的转换算法。基于MATLAB平台,以唐山(南北向)波为例,验证该算法的正确性。