基于互信息率的子波估计与盲反褶积方法研究 (2).doc

硕士学位论文

基于互信息率的子波估计与盲反褶积方法研究

申请人：张明
学科专业：信号与信息处理
指导教师：高静怀教授
2011年5月

WaveletEstimationandBlindDeconvolutionBasedonMutualInformationRate

Athesissubmittedto
Xi’anJiaotongUniversity
inpartialfulfillmentoftherequirement
forthedegreeof
MasterofEngineeringScience

By
MingZhang
(InformationandCommunicationEngineering)
Supervisor:Prof.JinghuaiGao
May2011

西安交通大学硕士学位论文
摘要

论文题目：基于互信息率的子波估计与盲反褶积方法研究
学科专业：信息与通信工程
申请人：张明
指导教师：高静怀教授
摘要
反褶积旨在提高地震资料纵向分辨率、精细刻画地层结构信息，是地震资料处理过程中一个关键步骤。本文从统计观点出发，研究了以互信息率（MIR）为准则的地震子波估计与盲反褶积方法，因为MIR作为随机序列统计独立性的一种度量，同时包含序列的幅度信息与相位信息。主要工作如下：
首先，在实现随机信号的概率密度函数、熵、互信息率等统计量的快速估计算法基础上，分别研究了基于MIR准则的时域盲反褶积技术与频域盲反褶积技术。时域方法计算效率高，但抗噪性能差，由于地震资料信噪比一般比较低，故限制了此方法在实际数据处理中的应用。因此本文重点研究频域盲反褶积技术，通过在目标函数中加入抗噪约束项，加强该方法的抗噪性能；同时提出一种新的初值选择方案，提高该方法的计算效率。合成信号与实际地震资料的处理结果验证了该方法的正确性与有效性。
然后，实现了在含噪地震记录中提取带限地震子波的稳健算法。在分析MIR准则对噪声敏感的原因基础上，通过修正目标函数中的噪声敏感项，实现稳定的子波估计算法。该方法的缺点是计算量非常大。
最后，提出一种新的时变子波估计方法。首先利用最小二乘法从地震记录的振幅谱中拟合地震子波的振幅谱，进而计算出零相位子波。然后在Fomel和Baan的工作基础上，通过改变正则化约束项，给出一种快速的非平稳相位估计算法。最后用所估计出的相位对零相位子波进行时变相位旋转，得到时变子波。合成信号的处理结果证明了该方法的正确性，并且实际地震数据的子波提取也取得了良好效果。

关键词：互信息率；局部峭度；盲反褶积；子波估计
论文类型：应用基础

本研究得到国家自然科学基金重点项目(编号：40730424)、国家863计划项目(编号：2006AA09A102-11)和国家科技重大专项(编号：2008ZX05023005-005)资助。

西安交通大学硕士学位论文
ABSTRACT

Title:WaveletEstimationandBlindDeconvolutionBasedonMutualInformationRate
Speciality: InformationandCommunicationEngineering
Applicant: MingZhang
Supervisor: Prof.JinghuaiGao
ABSTRACT
Deconvolutioncanimprovetheverticalresolutionofseismicdataandcharacterizethestructureinformationofstratigraphic,soitbecomesakeystateduringseismicdataprocessing.Theblinddeconvolution(BD)methodbasedonMutualInformaionRate(MIR)criterionisstudiedinthisthesis,SinceMIRincludesbothamplitudeinformationandphaseinformationofrandomsequence.

Firstly,BDbothintimedomainandfrequencydomainisinvestigated.Timedomaionmethodhasahighcomputationefficencybutalownoisesuppressionability.Infrequencydomainomethod,aconstrainterm,callednoise-correctionte