基于CNN模型的地震数据噪声压制性能对比研究

地震噪声的压制是地震勘探中地震数据处理的重要研究内容之一。准确地压制地震噪声和提取地震信号中的有效信息是地震勘探和地震监测的一项关键步骤。传统的地震噪声压制方法存在一些不足之处,如灵活性不足、难以处理复杂噪声、有效信息损失以及依赖人工提取特征等局限性。为克服传统方法的不足,采用时频域变换并结合深度学习方法进行地震噪声压制,并验证其应用效果。通过构建5个神经网络模型(FCN、Unet、CBDNet、SwinUnet以及TransUnet)对经过时频变换的地震信号进行噪声压制。为了定量评估实验方法的去噪性能,引入了峰值信噪比(PSNR)、结构相似性指数(SSIM)和均方根误差(RMSE)3个指标,比较不同方法的噪声压制性能。数值实验结果表明,基于时频变换的卷积神经网络(CNN)方法对常见的地震噪声类型(包括随机噪声、海洋涌浪噪声、陆地面波噪声)具有较好的噪声压制效果,能够提高地震数据的信噪比。而Transformer模块的引入可进一步提高对上述3种常见地震数据噪声类型的压制效果,进一步提升CNN模型的去噪性能。尽管该方法在数值实验中取得了较好的应用效果,但仍有进一步优化的空间可供探索,比如改进网络结构以适应更复杂的地震信号,并探索与其他先进技术结合,以提升地震噪声压制性能。

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本文档关键词:噪声,对比,模型,地震,数据