盲源分离理论及其在地球物理勘探中的应用

论文摘要

目前将盲源分离技术应用于地理物理勘探领域还是一个十分前沿的课题,针对这一课题,本文分别围绕盲源分离理论本身及其在地球物理勘探中的应用两个方面,开展了以下研究:1)针对盲源分离算法中步长因子的自适应选取问题,利用辅助分离系统重构分离性能指标与步长因子的对应关系,提出一种新的变步长自适应盲源分离算法。该算法相对于固定步长自适应盲源分离算法和新近的变步长自适应盲源分离算法,拥有更快的收敛速度和更小的稳态误差。2)将线性系统辨识问题纳入到盲源分离瞬时混合模型中,提出一种基于盲源分离理论的线性系统辨识算法。该算法避免了一般线性系统辨识算法中对于噪声特性的约束,在低信噪比环境下仍能取得较为理想的辨识结果。3)基于盲源分离理论提出一种新的井口声发射钻井液气侵检测算法。该算法放宽了目前基于系统辨识的井口声发射钻井液气侵检测算法中对系统模型噪声的特定限制,采用在线处理的方式,可以实时地跟踪钻井液系统参数的变化,防止气侵事故的发生。4)在利用两个观测信号恢复两个源信号的的多次波相减技术的基础上,基于盲源分离理论,提出多个观测信号恢复多个源信号的的多次波减去算法。该算法根据混合矩阵的先验知识,巧妙地解决了盲源分离理论中固有的不确定性问题,实现了一次波的有效辨识和提取。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 盲源分离研究的历史与现状
• 1.2 盲源分离研究的理论意义与实用价值
• 1.3 盲源分离理论应用于地球物理勘探领域所面临的问题
• 1.4 论文主要工作和章节安排
• 第二章 盲源分离基本理论
• 2.1 引言
• 2.2 问题陈述
• 2.2.1 广义盲源分离问题
• 2.2.2 线性混合模型
• 2.2.3 两个不确定性问题
• 2.2.4 盲源分离与独立分量分析的关系
• 2.3 瞬时混合盲源分离
• 2.3.1 分离模型
• 2.3.2 数据预处理
• 2.3.3 算法——判据、优化及其数值实例
• 2.4 卷积混合盲源分离
• 2.5 小结
• 第三章 变步长自适应盲源分离算法
• 3.1 引言
• 3.2 自适应盲源分离算法
• 3.2.1 定步长自适应盲源分离算法
• 3.2.2 变步长自适应盲源分离算法
• 3.3 结合辅助分离系统的变步长自适应盲源分离算法
• 3.3.1 系统分离性能指标
• 3.3.2 重构系统分离性能指标
• 3.3.3 算法具体流程
• 3.4 与其它几种典型算法的比较
• 3.4.1 与NG 算法的比较
• 3.4.2 与EASI 算法的比较
• 3.4.3 与VS-SNG 算法、SNG 算法的比较
• 3.5 小结
• 第四章 基于盲源分离的线性系统辨识算法
• 4.1 引言
• 4.2 系统辨识
• 4.2.1 基础知识
• 4.2.2 基本辨识算法
• 4.3 基于盲源分离的线性系统辨识算法
• 4.3.1 提出数学模型
• 4.3.2 算法原理论证
• 4.3.3 具体实现步骤
• 4.4 数值实例
• 4.4.1 实验设计
• 4.4.2 结果分析
• 4.5 小结
• 第五章 基于盲源分离的井口声发射钻井液气侵检测算法
• 5.1 引言
• 5.2 井口声发射钻井液气侵检测
• 5.2.1 研究背景和现状
• 5.2.2 井口声发射钻井液气侵检测的系统辨识算法
• 5.3 基于盲源分离的井口声发射钻井液气侵检测新算法
• 5.3.1 模型设计
• 5.3.2 算法实现
• 5.3.3 算法改进
• 5.4 数值实例
• 5.4.1 实验前提条件
• 5.4.2 实验结果分析
• 5.5 小结
• 第六章 盲源分离在多次波压制中的应用初探
• 6.1 引言
• 6.2 多次波压制概述
• 6.3 基于盲源分离的多次波压制算法
• 6.3.1 多次波的卷积混合模型
• 6.3.2 数学模型的改进
• 6.3.3 两个不确定性问题的解决
• 6.3.4 算法实现步骤
• 6.4 数值实例
• 6.4.1 人工合成地震记录
• 6.4.2 结果与分析
• 6.5 小结
• 第七章 工作创新点及展望
• 7.1 工作创新点
• 7.2 工作展望
• 参考文献
• 攻博期间发表的学术论文及其他成果
• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢