地震盲源反褶积方法及其应用

摘要：反褶积是地震信号处理中的重要环节之一。本文采用的地震盲源反褶积方法将独立分量分析这一信号处理工具引入到地震信号处理中，可以实现地震子波和反射系数的同时估计，消除传统反褶积方法受假设条件的限制。实际资料的处理结果表明，方法能较好地适应非最小相位系统，得到原始反射系数的最优估计，算法稳定，收敛速度快，是提高地震资料分辨率的有效手段。

关键词：反射系数 非最小相位 盲源反褶积 独立分量分析

1 引言

反褶积技术是地震信号处理中提高分辨率的主要手段。传统的反褶积方法对地震子波和反射系数序列做了一定的限制，即假设反射系数是白噪序列，地震子波是最小相位的，从而用地震记录的自相关代替地震子波的自相关来估计子波特性，进而进行子波压缩处理。基于这些假设条件的反褶积方法在实际应用中取得了一定的效果，但是往往不符合地下介质的实际情况。

近几十年来，很多学者把注意力集中在反射系数序列的随机性上[1]，反射系数序列的非高斯性使反射系数和地震子波在一定条件下具备独立分量分析褶积混合模型的特点，从而可以利用独立分量分析进行盲源反褶积处理[2]。

与传统反褶积方法相比，盲源反褶积方法弱化了对子波和反射系数的先验条件，克服了传统反褶积方法对最小相位子波和高斯白噪反射系数假设的依赖[3]。

2 地震盲源反褶积方法的基本理论和实现过程

作为信号非高斯程度的度量，负熵是任意概率密度函数和具有同样方差的高斯型概率密度函数间的KL散度，负熵值越大表示信号距离高斯分布越远。

3 实际资料应用

从图2到图4实际资料处理的对比看，盲源反褶积处理有效提高了地震记录的分辨率，微构造信息更加清晰，同时较好的保持了地震资料的振幅相对关系。从剖面窗口部位的频谱分析看，相较于传统反褶积方法，盲反褶积能更有效的拓宽地震资料的频带。

4 结论

从盲源反褶积方法的实际应用看，方法能够有效的拓宽地震资料的频带，突出细节部位的地质信息，在地震资料处理中有很好的应用前景。

参考文献

[1] Walden A T et al . The nature of the non-gaussianity of primary reflection coefficients and its significance for deconvolution of traces of nonwhite reflectivity. Geophysics，2000，65：1660～1676

[2]刘喜武，刘洪， 李幼铭. 独立分量分析及其在地震信息处理中应用初探.地球物理学进展，2003，18（1）： 90～96

[3]刘喜武，刘洪.地震盲反褶积综述.地球物理学进展，2003，18（2）：203～209

[4]印兴耀，刘 杰，杨培杰. 一种基于负熵的Bussgang 地震盲反褶积方法. 石油地球物理勘探.2007，42（5）：400～505