数字处理－２.ppt

1、第二章 数字滤波,本章主要回顾和介绍数字滤波器的有关知识，以及利用干扰波与有效波在频率、传播方向、速度以及能量等方面的差异进行干扰波压制或消除，从而突出有效波，提高地震资料的质量和精度的方法原理。 .1概述（） 2.2 一维滤波 （） 2.3 二维滤波 （）,.1概述,一、数字滤波的概念 滤波和滤波器：广义上任何一种对输入信号的改造作用都可看成滤波，实现这种滤波的系统称为滤波器。滤波器可分为模拟滤波器和数字滤波器。 模拟滤波器：也叫电滤波器，它由电阻、电感和电容等元器件组成。,RC无源网络形成的低通滤波器。,缺点：不易修改，适应面较窄，成本也比较高。,一、数字滤波的概念,数字滤波器：用数学运算

2、方式通过数字计算机技术对离散信号进行滤波处理的系统。 特点：输入、输出都是离散数据； 方便、灵活、多样。,一、数字滤波的概念,连续信号经过离散抽样得到离散数据，抽样过程满足抽样定理，不然会频谱混叠，产生假频。抽样定理可由下面两个公式描述： 1） 频率域 (2-1-1) 式中称为采样频率，称为折叠频率，也称为Nyquist频率，为信号的最高角频率。 2）时间域 . (2-1-2) 式中称为采样间隔，为信号的最高频率。,图2-2 数字滤波示意图,二 数字滤波器的数学特性和描述手段,1线性时不变系统 2 褶积 3傅氏变换 4差分方程和Z变换,线性时不变系统,线性滤波系统：满足迭加定理的滤波系统（叠加

3、信号的滤波输出等于原信号输出的叠加）。 时不变系统：若滤波系统的输入延迟一个时间，其输出也是原输出延迟同样一个时间。,褶积,线性时不变滤波系统的滤波过程可以用褶积来描述：,傅氏变换,四学时,傅氏变换,差分方程和Z变换,三滤波器的物理性质,数字滤波器应当与模拟滤波器具有相似的物理性质： 滤波器是实参数的 滤波器是物理可实现的 滤波器的稳定性 滤波器能量有限输出 最小相位性质 纯振幅滤波器,滤波器是实参数的,滤波器是物理可实现的,滤波器的稳定性,滤波器能量有限输出,最小相位性质,最小相位性质,最小相位性质,图2-3 滤波器的振幅谱 图2-4 滤波器的相位谱,图2-5 相位滞后特性,最小相位性质,最

4、小相位性质,图2-6 子波A、B、C、D的振幅谱图2-7 子波A、B、C、D的相位滞后特性,图2-8 不同延迟信号的能量分布 (a) 最小延迟 (b) 混合延迟 (c) 最大延迟,(4，0，-1) (-2，3，2 ) (-1，0，4),最小相位性质,纯振幅滤波器,2.2 一维滤波,一 一维频率域滤波,一 一维频率域滤波,一 一维频率域滤波,一 一维频率域滤波,一 一维频率域滤波,一 一维频率域滤波,一 一维频率域滤波,一 一维频率域滤波,二 一维时间域滤波,二 一维时间域滤波,图2-17 无噪声时的褶积模型,二 一维时间域滤波,图2-18 有噪声时的褶积模型,二 一维时间域滤波,二 一维时间域

5、滤波,二 一维时间域滤波,二 一维时间域滤波,二 一维时间域滤波,二 一维时间域滤波,二 一维时间域滤波,二 一维时间域滤波,二 一维时间域滤波,二 一维时间域滤波,二 一维时间域滤波,二 一维时间域滤波,正向递归滤波,反向递归滤波,二 一维时间域滤波,二 一维时间域滤波,二 一维时间域滤波,二 一维时间域滤波,图2-20 地震资料的频率随时间增大变小,二 一维时间域滤波,三数字滤波的特殊性,三数字滤波的特殊性,三数字滤波的特殊性,三数字滤波的特殊性,三数字滤波的特殊性,2.3 二维滤波,二维傅氏变换,图2-24地震波的图示 （a）振动图 （b）波剖面,二维傅氏变换,二维傅氏变换,二维傅氏变换,二维傅氏变换,二维傅氏变换,二维傅氏变换,二维傅氏变换,二维傅氏变换,理论模型:六个相同倾角的同相轴 频波域:由于视速度相同，聚焦在一直线上,二维傅氏变换,二维傅氏变换,二维傅氏变换,二维傅氏变换,二维傅氏变换,三组较强的相干噪声A、B和C，视速度由小到大，且均为正值（f-k滤波中规定：如果一个同相轴从近偏移距到远偏移距向下倾斜，则视速度为正）,应用实例-浅海地震资料,三组视