SU710010A1 - Self-adjusting high-speed filter - Google Patents

Description

(54) САМОЙАСТРАИВАЮЩЙСЯ СКОРОСТНОЙ ФИЛЬТР(54) THE MOST ASTREATING SPEED FILTER

1one

Изобретение относитс  к сейсмической разведке и сейсмологии, а именно к способам и устройствам дл  обнаружени  и выделении сейсмических сигналов, скорости которых заранее неизвестны, но лежат в некотором заданном диапазоне скоростей.The invention relates to seismic exploration and seismology, and in particular to methods and devices for detecting and extracting seismic signals whose velocities are not known in advance, but lie within a certain predetermined velocity range.

Известны способы и устройства дл  выделени  таких сигналов, основанные на использовании метода разновременного суммировани  1 или линейной веерной фильтрации 2.Methods and devices are known for extracting such signals based on the use of the method of time-varying summing 1 or linear fan filtering 2.

Эффективность этих способов выделени  регул рных волн в заданном диапазоне скоростей зависит от числа обрабатываемых каналов, соотношени  энергий и спектрального состава сигНсшов и помех. При одновременной обработке достаточно большого числа кана.пов и узком веере пропускани  известные узкополосные интерференционные системы и веерные фильтры обладают достаточно высокой разреша . щей способностью к регул рным волнам . Однако чем выше ра:зрешающа  способность таких фильтров, тем сильнее коррел ционные св зи шумовы помех на выходе фильтра и тем выше веро тность по влени  ложных границThe effectiveness of these methods for isolating regular waves in a given range of speeds depends on the number of channels processed, the ratio of the energies and the spectral composition of signs and interference. With simultaneous processing of a sufficiently large number of channels and a narrow fan of the transmission, the known narrow-band interference systems and fan filters have a sufficiently high resolution. ability to regular waves. However, the higher the ra: resolution of such filters, the stronger the correlation of noise interference at the filter output and the greater the likelihood of spurious boundaries.

и Осей синфазности на временном разрезе .and Axes of phase synchronization in time section.

Если же скорости сейсмических сигналов мен ютс  во времени и пространстве в широких пределах, то приходитс  задавать широкий веер пропускани  полезных волн, что приводит к резкому снижению эффективности фильтрации.If the speeds of seismic signals vary over time and space over a wide range, then a wide fan of useful wave transmission must be set, which leads to a sharp decrease in filtration efficiency.

00

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению  вл етс  способ обнаружени  сейсмических волн и устройство дл  его осуществлени , основанные на энер5 гетическом анализе сейсмических колебаний с1 последовательным пёребо-ром скоростей полезных волн 3.The closest technical solution to the present invention is a method for detecting seismic waves and a device for carrying it out, based on an energy analysis of seismic vibrations C1 by successive selection of velocities of useful waves 3.

Устройство состоит из п измерительных каналов, каждый из которых The device consists of n measuring channels, each of which

0 содержит блок измерени  величины отношени  сигнал/помеха.0 contains a signal / interference ratio measurement unit.

Регул рные волны обнаруживают по отношению сигнал/помеха, измер емсму по сейсмограммам в скольз щем временном интервале (t-Т, t+T) . Этот способ дл  своей реализации не требует задани  статистических свойств сигналов и помех и обладает высокой помехоустойчивостью и разрешающей способностью.Regular waves are detected by the signal-to-noise ratio, measured by seismograms in a sliding time interval (t – T, t + T). For its implementation, this method does not require setting the statistical properties of signals and interference and has high noise immunity and resolution.

Основные недостатки этого метода обработки, ограничивающие область его применени , св заны, во-первых, с потерей информации о форме регул рных сейсмических волн и, во-вторых , со сложностью восстановлени  волнового пол  в диапазоне скоростейThe main disadvantages of this method of processing, limiting its area of application, are associated, firstly, with the loss of information about the shape of regular seismic waves and, secondly, with the difficulty of restoring the wave field in the velocity range

Целью изобретени   вл етс  повышение помехоустойчивости устройства. Это достигаетс  тем, что в предлагаемое устройство введен сумматор, а в каждый канал устройствавведены узкополосные скоростные фильтры и модул торы, причем один выход узкополосного скоростного фильтра соединен со входом блока измерени  отношени  сигнал/помеха, а второй выход - с первым входотл модул тора, второй вход которого соединен с выходом блока измерени  отношени  сигнал/помеха, а выходы всех модул торов подключены ко входам сумматораThe aim of the invention is to improve the noise immunity of the device. This is achieved by adding an adder to the proposed device, and narrowband high-speed filters and modulators are introduced into each channel of the device, with one output of the narrow-band high-speed filter connected to the input of the measuring unit of the signal-to-interference ratio, and the second output to the first input of the modulator, the second the input of which is connected to the output of the signal-to-noise ratio measurement unit, and the outputs of all modulators are connected to the inputs of the adder

На чертеже приведена блок-схема описываемого самонастраивающегос  скоростного фильтра.The drawing shows the block diagram of the described self-tuning high-speed filter.

Устройство содержит систему узкополосных скоростных фильтров 1, осуществл ющих разложение сейсмической записи на элементарные узкополосные сигналы по скорост м, лежащим в диапазоне пропускани . Блоки измерителей-формирователей 2 измер ют величины отношени  сигнал/помеха в скольз щем интервале времени .на выходах узкополосных фильтров и формируют управл ющие сигналы. Элементарные сигналы с выходов узкополосных фильтров 1 и соответствующие им управл ющие сигналы с выходов измерителей-формирователей 2 подаютс  на входы модул торов 3, осуществл ющих перемножение этих сигналов. Узкополосные модулированные сигналы с выходов модул торов 3 подаютс  на входы сумматора 4, в котором формируетс  выходной сигнал.The device comprises a system of narrow-band high-speed filters 1, which decompose seismic recording into elementary narrow-band signals at speeds that lie in the transmission band. The units of the shaping units 2 measure the values of the signal-to-noise ratio in a sliding time interval on the outputs of the narrow-band filters and generate control signals. The elementary signals from the outputs of narrow-band filters 1 and the corresponding control signals from the outputs of gauges-shapers 2 are fed to the inputs of modulators 3, which multiply these signals. The narrowband modulated signals from the outputs of the modulators 3 are fed to the inputs of the adder 4, in which the output signal is formed.

Сигнал на выходе самонастраивающегос  фильтра имеет вид:The signal at the output of the self-tuning filter is:

гад ssC-t,,t, , пbastard ssC-t ,, t

где п 1,2...N - номер годографаwhere n 1,2 ... N is the hodograph number

в веере пропускани ;in the fan of passing;

SCt,N„)ЬJ,)3 - элементарный CHrf нал со скоростью Vji,, выделенный узкополосиым фильт « .Ь);p(,g L из исходнойSCt, N „) LJ,) 3 - elementary CHrf with speed Vji ,, highlighted by a narrow-band filter" .b); p (, g L from the original

t5,tt,(v,-) записи y(t); P(.t,)- с f 1,ч - отношение энергии элементарного сигнала со скоростью V к энергии помех (определ етс  в скольз щем временном окне);t5, tt, (v, -) records y (t); P (.t,) - with f 1, h is the ratio of the elementary signal energy with velocity V to the noise energy (determined in a sliding time window);

,r()l - управл ющий сигна завис щий от величины отношени  си ГE ал/помеха; , r () l is the control signal depending on the value of the C i E al / interferer ratio;

y(t) - исходна  сейсмограмма ;y (t) - source seismogram;

К 1,2...к - номер канала сейсмограммы .K 1,2 ... k - channel number of the seismogram.

Величина отношени  сигнал/помеха характеризует достоверность обнаружени  регул рной волны со скоростью V( в момент t. Эффективность фильт .. рации в данном способе обработки повышаетс  за счет того, что модул ци  элементарных узкополосных сигналов управл ющими сигналами, завис щими от отношени  сигнал/псмеха, позвол ет усилить достоверно выдел емые волны во всем диапазоне скоростей и ослабить зашумленные участки записи и ложные сигналы.The value of the signal / interference ratio characterizes the reliability of detection of a regular wave at a speed V (at time t. The effectiveness of the filter in the radio in this processing method is increased due to the fact that the modulation of the elementary narrowband signals by control signals dependent on the signal / signal ratio , allows you to enhance the reliably emitted waves over the entire speed range and weaken the noisy recording areas and spurious signals.

В отличие от способов энергетического анализа на выходе регистрируютс  не энергограммы по заданному набору скоростей, а сейсмограммы , на которой волновое поле, осложненное помехами, заменено совокупностью регул рных волн, скоростиIn contrast to the methods of energy analysis, not energy patterns are recorded at the output for a given set of velocities, but a seismogram in which the wave field complicated by interference is replaced by a set of regular waves, speeds

5 которых лежат в заданном диапазоне, а достоверность обнаружени  превышает определенный уровень.5 of which lie in a given range, and the detection accuracy exceeds a certain level.

Самонастройка фильтра заключаетс  в том, что .благодар  установлеQ ;нию св зи между интенсивностью выходного сигнала и достоверностью регул рных волн на входе, область пропускани  фильтра (ширина и ориентаци  веера, пропускани ) в каждый момент времени не остаетс  посто нной, а автоматически измен етс  в зависимости от скоростей достоверных волн, зарегистрированных на входе.Self-tuning of the filter lies in the fact that thanks to setting the relationship between the intensity of the output signal and the reliability of regular waves at the input, the filter transmission region (width and orientation of the fan, transmission) does not remain constant at each time moment, but automatically changes depending on the speeds of reliable waves recorded at the entrance.

Claims (3)

1. Р бинкин Л.А. Теори  и практика метода РНП. Москва, Гостоптехиз ат , 1962. 5 1. R. Binkin, L.A. Theory and practice of the method of RNP. Moscow, Gotoptekhiz at, 1962. 5 2. Нахамкин С.А. О веерной фильтрации . Изв. АН СССР, сер. эика Земли, № 11, 1969. 7100106 2. Nakhamkin S.A. About fan filtration. Izv. Academy of Sciences of the USSR, ser. Eica of the Earth, No. 11, 1969. 7100106 3. Авторское свидетельство СССР Фи- №316053, кл. G 01 V 1/28, 1970 (прототип ).3. USSR author's certificate Fi- No. 316053, cl. G 01 V 1/28, 1970 (prototype).