基于盲信号分离的多次波自适应相减技术

论文摘要

多次波问题是地震勘探领域的一个突出问题,多次波压制算法的研究已经成为地震勘探领域必不可少的一项重要内容。本文将盲信号分离算法中的约束盲分离算法与多次波压制问题相结合,对基于约束盲分离方法的多次波自适应相减技术进行了比较深入的研究,针对现有的约束盲分离方法存在的问题提出了一些改进方法并取得了一定的成果。约束盲信号分离方法是盲信号处理领域的一个研究热点,主要研究在对源信号有一定先验知识的基础上,如何将这些先验知识转化为约束条件进而利用相应的约束优化算法与盲源分离算法对盲信号分离问题进行求解。现有的用于解决多次波自适应相减问题的约束盲分离算法主要是基于地震信号的稀疏性的。本文对现有的稀疏盲分离算法提出了两种改进方法。针对现有方法中分离出的一次波的同相轴产生畸变等问题,本文引入地震信号同相轴固有的连续性作为约束条件加入到算法当中,提出了一种连续性约束独立分量分析的算法。地震信号的横向连续性可以利用预测误差滤波器来表示。在算法的实现过程中,本文对多次波压制问题建模、子波差异消除方法、混合矩阵求解方法以及欠定情况下盲分离的求解方法等多方面都进行了一定的探讨。对合成数据与真实数据的实验结果表明该方法优于现有的约束盲分离算法。对于欠定情况下的盲分离问题,文中提出了一种基于频域连续性的求解方法,利用频域预测误差滤波器转化的约束条件构建方程,将原有欠定问题的求解转化为超定方程的求解问题,对合成数据的初步实验结果表明该方法优于现有的约束盲分离算法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 课题的研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 盲信号分离问题的研究综述
• 1.2.2 多次波问题研究综述
• 1.3 论文的主要内容及结构安排
• 1.4 论文的主要贡献
• 第2章 盲信号分离理论基础
• 2.1 盲信号分离问题的理论模型
• 2.2 盲信号分离问题的基本概念
• 2.2.1 盲信号分离问题的不确定性与可辨识性
• 2.2.2 统计独立
• 2.2.3 熵、微分熵与K-L 散度
• 2.2.4 非高斯性
• 2.3 盲信号分离算法中的目标函数
• 2.3.1 互信息量最小化目标函数
• 2.3.2 最大似然目标函数
• 2.3.3 非高斯性最大化
• 2.4 盲信号分离问题中的优化算法
• 2.4.1 梯度算法
• 2.4.2 不动点迭代算法
• 2.4.3 线性规划算法
• 2.5 本章小结
• 第3章 多次波问题及处理方法概述
• 3.1 多次波的产生过程及危害
• 3.2 地震信号特征的数学表述
• 3.2.1 地震信号的稀疏性
• 3.2.2 地震信号的横向连续性
• 3.3 盲信号处理方法应用于自适应多次波压制
• 3.3.1 现有方法简述
• 3.3.2 现有处理方法实验结果
• 3.4 本章小结
• 第4章 带连续性约束的多次波自适应压制方法
• 4.1 多次波自适应相减问题模型
• 4.2 地震子波差异校正
• 4.2.1 子波校正原理
• 4.2.2 子波校正的实现方式
• 4.3 几何ICA 方法求混合矩阵
• 4.4 多次波分离问题求解
• 4.4.1 正定情况下多次波分离问题求解
• 4.4.2 欠定情况下多次波分离问题求解
• 4.5 实验结果
• 4.6 本章小结
• 第5章 欠定情况下基于频域的多次波自适应相减技术
• 5.1 频域中多次波自适应压制算法
• 5.1.1 频域多次波分离问题模型
• 5.1.2 有效频带的确定
• 5.1.3 频域多次波压制问题求解
• 5.2 初步实验结果
• 5.3 本章小结
• 第6章 结论
• 6.1 研究工作总结
• 6.2 存在的问题和进一步的工作
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果