师兄开题基于智能盲源分离的地震去噪研究

基于智能盲源分离的地震去噪研究汇报人：贾盼龙导

师：田学民专

业：控制科学与工程目录课题背景及研究现状研究目标和研究内容拟解决的关键性问题技术路线创新点课题进展1

课题背景及研究现状由于传统的地震信号去噪方法，对于低信噪比的地震资料效果不佳，甚至会对有效信号带来损伤，严重影响地震勘探的的分析结果。寻求新的去噪方法，有效地去除低信噪比数据中的噪声具有重要的实际意义。由于有效地震信号与噪声相互独立，可以考虑用ICA方法进行地震信号去噪。但传统的ICA方法多涉及非线性函数的选取问题，极大地影响了ICA算法的分离能力,而且算法较为复杂，收敛速度也比较慢。因此，寻求一种算法简单，参数设置少，全局收敛性强的方法快速地进行低信噪比地震信号去噪，是值得研究的课题，具有重要的理论价值和实际意义。2

研究目标和研究内容研究目标寻求一种算法简单，参数设置容易，且不涉及非线性函数选取问题的盲源分离算法，对盲源分离算法的收敛速度和分离性能进行进一步完善。将改进的盲源分离算法用于地震信号去噪处理中，对地震信号中的噪声进行有效抑制，提取有效地震信号，在提高地震记录信噪比的同时，保证同相轴不发生畸变。2

研究目标和研究内容研究内容针对IWO算法存在的问题对其进一步完善，增强算法寻优速度与全局收敛性能，将其作为盲源分离的优化算法，使算法分离性能更好。对实际地震资料特征进行分析，设计实际地震资料处理流程，用改进的盲源分离算法进行实际地震信号去噪研究。3

拟解决的关键性问题盲源分离中寻优算法的研究。采用何种优化方法，既能保证较快的收敛速度，又

能具有较好的全局寻优能力，是本课题的一个关键所在。处理实际地震信号去噪时盲源分离算法输入的选取。盲源分离的输入往往是多道信号，但是地震勘探获得的信号通常只有一道。怎样才能通过一道原始信号，实现两道输入，并且保证较好的去噪效果，这也是本课题的应该解决的关键性问题。4

技术路线总体思路分离信号2分离信号1优化目标函数

J（y）EMD分解IMF重构含噪信号虚拟通道B解混矩阵W球化矩阵图1本课题总体思路对IWO算法进行改进用改进IWO算法更新解混矩阵4

技术路线IWO算法的改进针对其优胜略汰的竞争性生存法则对算法全局收敛性不利的弊端，拟将小生境思想引入到算法中，对种群进行分类，使一些附近存在极值点的解也适当保留，增加种群多样性，进一步提高算法的全局寻优能力。针对其进化前期步长较大引起算法收敛速度慢的不足，拟采用自适应种子数进行种群繁殖。这样在步长较大时产生较多种子，从而有利于算法快速的向最优解靠拢，提高算法的收敛速度。4

技术路线自适应种子数：最大种子数量向下取整种子数量最小种子数量植株的适应值种群最小适应值种群最大适应值固定最大种子数和最小种子数图2

IWO算法种子数计算方法4

技术路线是是计算各植株适应度确定各植株后代个数方法如图1根据空间分布产生新的解所有解的数量是否<Qsize初始化种群，并计算每步最大最小生成种子数否计算各植株适应度并按适应度大小排序对种群个体按适应度进行分类否根据生存法则分别对每一类中适应度差的个体进行剔除，剩余Qsize个个体选取Qsize个解是否达到最大迭代次数分别对每一类种群中个体按图1方法产生后代个数，并按根据空间分布产生新的植株输出最优解算法结束图3改进IWO算法流程图4

技术路线EMD技术5

创新点拟将小生境思想用于IWO算法，提高其全局收敛性能和搜索精度。拟采用自适应种子数繁殖机制来改善IWO算法的收敛速度。6

课题进展已将IWO算法作为盲源分离算法的优化判据，根据地震

信号特