Page 77 - 《应用声学》2022年第4期

第 41 卷 第 4 期 傅艳莉等： 各向异性扩散滤波远探测声波测井图像降噪方法 575

噪比增加较慢，但是随着迭代次数增加最终达到 了相干增强扩散张量结合显式扩散模型的处理步
的信噪比最高。当迭代次数取 35 时，图 3 三种模型 骤，并依据该组合进一步对实际数据进行处理。
处理后的信噪比分别为 9.03985 dB、8.6109 dB 和
8.8968 dB。说明选取合适的参数，不仅可以抑制噪 4 实际数据结果分析
声还可以保留边界信息。
下面是对远探测实测数据进行各向异性扩散
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9 滤波的一个实例。由于地下条件复杂，数据采集深
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度较大，在深部高温环境下换能器性能受到影响，信
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号质量下降，噪声增加。原始的反射波分离后的叠
η٪උ/dB 5 4 加剖面图像信噪比非常低, 如图 8(b) 所示，虽然有
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3 ᄱࣰܙू௭रੱஙവی 部分反射体特征存在，但是均淹没在较强的噪声里
᣸ᎆܙू௭रੱஙവی 面，与具有连续性的裂缝带相比，噪声在图像中的分
2 ຉՌ௭रੱஙവی
ᄱࣰܙूӧᬥरੱஙവی 布和大小不规则，更加杂乱且具备随机性和不连续
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0 性。图8(c)和图8(d)分别是采用相干增强扩散张量
0 10 20 30 40 50 60 70 80
ᤖ̽൓஝/൓ 经过半隐式和显式各向异性扩散滤波之后的结果，

图 7 不同扩散模型信噪比随迭代次数的变化 3 幅图的色标范围一致。对比处理前后的剖面图像
Fig. 7 The signal-to-noise ratio of different itera- 可以看出，处理之后的剖面相对于原始剖面，信噪比
tion models varies with the number of iterations 得到明显提高，裂缝带连续性也得到增强，特别是深

该实例说明，基于相干增强扩散张量的显式各 度 6310 ∼ 6340 m 范围效果更明显。沿井壁附近传
向异性扩散滤波可以明显改善资料品质，有效识别 播并在时间上衰减较小的残留的反射斯通利波和
裂缝结构。在处理中，选择 σ = 2、ρ = 5、∆t = 0.1、 反射横波 (如图 8(b) 中黑色圆圈和红色圆圈所示)，
K = 35，明显看出选择合适的参数与模型，各向异 由于经过反射波分离并叠加后其相干性较弱，也均
性扩散滤波处理之后的图像，信噪比得到提高，图像 得到了有效压制。图 8(d) 相比于图 8(c)，更好地去
更加清晰，有利于裂缝结构的识别。因此，本文建立 除了反射斯通利波，如图8(b)第二个黑色圆圈所示。

-50 0 50 -5 0 5 -5 0 5 -5 0 5
6180 6180 6180 6180
6200 6200 6200 6200

6220 6220 6220 6220
6240 6240 6240 6240
ງए/m 6260 ງए/m 6260 ງए/m 6260 ງए/m 6260
6280
6280
6280
6280
6300 6300 6300 6300
6320 6320 6320 6320
6340 6340 6340 6340
6360 6360 6360 6360

0 10 20 30 0 10 20 30 0 10 20 30 0 10 20 30
௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms
(a) ԔݽҖ᭧ (b) ໚ฉҒҖ᭧ (c) ӧᬥरੱங໚ฉՑҖ᭧ (d) ௭रੱங໚ฉՑҖ᭧
图 8 反射波分离结果剖面的各向异性扩散滤波效果对比
Fig. 8 Comparison of anisotropic diffusion filtering results of reflected wave separation result profile