基于结构张量的走滑断裂破碎带地震识别——以富满油田超深层碳酸盐岩为例

塔里木盆地超深层奥陶系碳酸盐岩走滑断裂破碎带发现了丰富的油气资源,但由于超深层地震资料分辨率低,难以精准刻画走滑断裂破碎带,制约了走滑断控油气藏的高效评价与目标优选。根据富满油田走滑断裂破碎带的地震响应特征,在构造导向滤波基础上,利用结构张量方法计算特征值和特征向量,通过时窗选取与纵向厚度叠加加强反映沿断裂方向的投影能量,突出走滑断裂破碎带,刻画其边界与强度。结果表明:该方法更清晰地刻画了走滑断裂的分布,可以识别更小规模的走滑断裂;实现了超深层碳酸盐岩走滑断裂破碎带宽度与强度的刻画,可以用来评价走滑断裂破碎带的发育程度;将该方法应用于圈闭评价、井位部署、井轨迹设计、钻井监测等,大幅提高了钻探成功率与单井油气产量。

基于结构张量全变差的CT图像去噪算法

在计算机断层成像过程中,为了降低辐射剂量,往往采用稀疏角度投影数据,滤波反投影重建算法(Filtered BackProjection,FBP)具有重建速度快的优点,但在稀疏角度情况下重建得到的图像中存在较严重的条状伪影。针对此问题,该文研究采用基于结构张量全变差(The Structure tensor Total Variation)CT图像后处理去噪算法,该文中简称该算法为FBP-STV算法。为了验证该算法的可靠性,该文用2类模型进行数据仿真实验,并与FBP算法、截断全变分2类算法进行比较,实验结果表明,该文研究的FBP-STV算法,去噪效果相对较好,图像质量相对较高。

基于迹的非线性结构张量

提出一种新的非线性结构张量计算方法,扩展了基于迹的PDE正则化方法,使其适用于矩阵值数据场;利用该方法平滑结构张量,得到基于迹的非线性结构张量;并给出了新的结构张量在去噪领域的应用.实验结果表明:文中方法具有较好的鲁棒性.

基于局部结构张量的无参考型图像质量评价方法

该文提出一种基于局部结构张量奇异值分解的无参考型图像质量评价方法,由于图像局部结构张量能反映图像几何结构,因此利用张量特征值之间的关系来度量图像噪声与模糊水平,将两个度量结合得到图像质量的综合评价。通过分析仿真图像和实际图像的质量评价结果,该方法能同时度量因噪声和模糊造成失真后的图像质量。与图像质量评价数据库的主观评价结果比较表明,该文方法与主观评价结果相关性强,能很好地反映图像质量的视觉感知效果,并且易于实现。

基于结构张量分析的弱小目标单帧检测

针对复杂场景图像由于背景边缘干扰和噪声导致弱小目标检测困难的问题,提出了一种基于结构张量分析的弱小目标单帧检测方法.利用结构张量对不同局部结构的表示特性,通过计算结构张量特征值矩阵和均值滤波得到点状和矩形状目标的结构张量响应图;采用高斯差分带通滤波器计算灰度差分图;通过归一化融合处理得到最终响应图;采用自适应阈值分割得到目标位置.采用该方法对天空、海面等多种场景的红外图像和可见光图像进行实验,并与典型方法对比,结果表明该方法能够有效地抑制背景干扰和噪声、快速且准确地检测目标.

基于多尺度结构张量的多类无监督彩色纹理图像分割方法

由于自然图像中包含丰富的颜色信息与多尺度的纹理信息,伴随多个同质目标区域的出现,依靠半监督手动交互标记的图像分割方法难以实现自动分割,因此提出一种多类无监督彩色纹理图像分割方法.首先,提取了颜色特征(向量结构)与多尺度纹理特征(矩阵集合),并对两者分别进行能量描述;对于2种具有不同特征结构的能量函数,通过多类融合策略计算两者的融合因子,并自适应地融合;再将融合后能量函数的全局最优化问题转化为其对应的多层Graph Cut图割模型,利用最大流?最小割理论计算得到全局近似最优解.为了自适应地控制分割过程,提出了自适应迭代分割收敛准则,并最终在自然图像及合成的彩色纹理图像上进行了质量评估与量化分析.实验结果表明,该方法具有较好的目标区域完整性与一致性,并具有较高的准确率.

利用梯度结构张量刻画碳酸盐岩缝洞体边界

碳酸盐岩缝洞体、河道及断层的地震响应均属于不连续异常,业界利用梯度结构张量(GST)刻画碳酸盐岩缝洞体边界的应用相对较少。为此,基于前人的研究,针对GST属性的详细计算方法及其几何意义,分析了各计算环节对计算结果的影响。技术原理分析及实际地震资料测试表明:①对张量元素的平滑计算是整个技术的关键,使结构张量矩阵不仅包含最大梯度能量方向的特征,而且还包含所有正交方向的变化特征;梯度元素的平滑对背景噪声具有一定压制作用,可以提高最终计算结果的信噪比。②第二特征值与第三特征值对碳酸盐岩缝洞体均具有一定刻画能力,反映了不同观测视角的缝洞体三维空间形态特征;优选或组合第二与第三特征值属性,在合适的低值截取与显示范围内可以有效刻画碳酸盐岩缝洞体边界。③利用钻井信息作为标尺刻度无量纲特征值,求解的特征值线性组合结果本质上是基于钻井信息的多重约束解,融合了第二与第三特征值的细节特征,并且有效解决了不同钻井刻度值不一致的问题。因此,GST属性与振幅变化率等常规属性相比,可更连续地刻画碳酸盐岩缝洞体,通常还能在一定程度上反映溶蚀规律。

基于结构张量与随机游走的图像分割算法

将结构张量与随机游走算法相结合,提出一种新的图像分割策略.算法通过分析结构张量特性,提出尺度向量的概念来计算像素间的连接权值,然后应用随机游走算法实现分割.利用尺度向量得到的权值刻画了图像局部的结构信息,更有效地实现了图像分割.此外,还提出了一种自适应各向异性的滤波函数,用以代替高斯函数对结构张量进行平滑,使所得到的结构张量可以更好地保留图像的复杂结构信息.实验表明,所提算法具有更好的分割准确性和稳定性.

基于非局部结构张量的SSIM图像质量评价方法

针对基于局部运算的图像质量评价方法的局限性,提出一种基于非局部结构张量的SSIM图像质量评价方法。图像在各像素点的非局部结构张量的主特征值大小很好地反映了该像素点的结构强度信息,特别是纹理结构等细节信息;主特征向量的方向反映了该像素点的结构方向信息。利用退化图像和参考图像的非局部结构张量的主特征值相似度刻画结构强度相似度,利用主特征向量夹角的余弦刻画结构方向相似度。数值实验结果显示,利用该方法对TID2008数据库中的图像进行评价的平均运算时间为778.43 s,且评价结果与主观评价接近。

地震数据结构张量相干计算方法

在研究前三代地震相干算法的基础上,提出了一种基于地震数据结构张量的相干属性计算方法和流程。该方法将地震数据瞬时相位作为数据输入,利用复地震道数据信息对地震数据结构张量的偏导数求取进行平滑处理,较好地解决了由于地震资料中噪声的存在而产生的计算不稳定性,且利用纵、横向的瞬时波数计算可以得到地震数据的视倾角和方位角属性体。实际三维地震数据的计算结果验证了地震数据结构张量相干计算方法的有效性,计算出的相干属性体分辨率更高,断层的展布形态更清晰。

基于微结构张量理论的柱状节理岩体各向异性强度分析

复杂的结构面是控制岩体力学性质的主要因素,由结构面引起的岩体各向异性一直是岩体力学研究的热点问题。柱状节理是一类特殊的岩体地质结构面,具有强烈的各向异性特性,微结构张量理论是目前国际岩石力学领域一种较有效地探讨结构面各向异性问题的新方法。材料的微结构张量和加载向量是微结构张量法描述的两个重要参量。采用多组节理面局部坐标系与整体坐标系的投影关系,定义了材料的微结构张量计算方法,引入各向异性参数ψ表述微结构张量在加载方向的投影,将其引入Jaeger针对岩体沿节理面滑动破裂提出的基于Mohr-Coulomb强度准则,得到了多组节理岩体的各向异性强度准则。同时,结合白鹤滩坝址区的柱状节理特性,分析柱状节理引起的各向异性对坝址区稳定性的影响。

基于结构张量的图像修复方法

针对传统各向异性扩散方程在修复图像时仅考虑梯度模的大小,且在修复彩色图像时易产生虚假边缘等缺陷,提出基于结构张量的图像修复方法。将结构张量作为各向异性扩散方程的扩散系数,实现在不同区域有不同的扩散方式。实验结果显示:该方法与整体变分(TV)和BSCB方法相比,提高了图像修复效果,有效地完成对于彩色图像的修复。

基于局部结构张量的图像三边滤波器

针对双边滤波器灰度相似权函数易受噪声影响且在图像细节区域滤波存在盲目性的问题,提出一种新的图像三边滤波器用以过滤高斯噪声。通过局部结构张量奇异值分解估计图像的几何结构信息,获得能够刻画图像内容差异的特征信息。在此基础上,设计基于图像特征分类的灰度相似权函数,同时通过引入结构相似权的方式将鲁棒的特征信息耦合到双边滤波器框架下,以保持更多的图像细节。利用三边加权提供更可靠的像素相似性度量方式,并采用局部自适应滤波参数选取方法进一步提高算法的滤波性能。实验结果表明,该滤波器在去除噪声的同时能够较好地保持图像的边缘、纹理等结构信息。

基于结构张量的Non-Local Means去噪算法研究

非局部平均是当前一种新兴而有效的图像去噪方法。为了能充分利用数字图像局部几何结构的自相似性,同时由于结构张量可有效刻画数字图像的局部几何结构特征,进而提出了基于结构张量相似性度量的非局部平均去噪算法。实验结果验证了该算法抑制噪声的有效性,同时能很好地保持边缘等细节特征,峰值信噪比得到有效提高。

基于梯度平方结构张量算法的高密度二维立体层析反演

射线参数水平分量是立体层析数据空间中最为重要的参数信息,梯度平方结构张量算法是一种针对图像的边缘检测快速算法.本文将叠前地震数据集视为图像,将梯度平方结构张量算法用于射线参数水平分量的提取,提高了立体层析数据空间的准备效率.高效率的数据空间提取使得高密度立体层析反演成为可能,数据空间加密后的立体层析反演精度以及叠前深度成像质量相比常规流程得到明显提高.基于二维理论数据与南海某二维深水数据的严格测试证实了该方法的有效性与稳健性.

基于结构张量场拟合的图像恢复方法

提出了一种新的图像恢复模型.首先对含噪图像进行各向异性扩散,求得光滑后图像的张量场,然后对求得的张量场和噪声图像进行拟合重构.从而克服了各向异性扩散和结构张量的缺点.数值实验表明,本模型在降低图像噪声的同时,能够更好地保留图像的边缘和纹理.

基于结构张量特征值的纹理图像分割模型

通过对结构张量的研究和对纹理图像的分析,提出了一种基于结构张量特征值的标量型纹理特征描述,将其和原图像分别嵌入到两相模糊区域竞争模型和CV模型中,给出了一种纹理和灰度相结合的无监督纹理图像分割模型.为获得新模型的全局最优解,采用了Chambolle对偶法加以实现.针对自然和合成纹理图像进行了相关实验,结果表明该模型特征数据维数少,具有较快的收敛速度和更准确的分割效果.

基于自适应结构张量的FCM改进算法

针对传统模糊C均值聚类算法对图像特征描述单一,易受图像复杂纹理干扰而出现误分割的问题,提出一种基于自适应结构张量的FCM算法,并将其应用于图像分割.打破传统高斯滤波器在滤波方向和角度上所受限制,采用基于各向异性滤波的结构张量;引入图像边缘密度函数,用以衡量图像节点的平滑性,自适应地计算各向异性滤波函数所占比例;定义一种自适应结构张量相似性度量标准,用以计算图像中节点与聚类中心点的结构相似性,有效地代替了传统FCM中的灰度相似性度量标准;采用一种新颖的节点间距离度量公式来计算图像中节点与聚类中心点的差异.仿真结果表明,对结构复杂的图像,改进算法获得了更加精确的分割结果.

结合结构张量和Wiener滤波的图像去噪算法

利用图像的结构张量表示的局部结构信息,结合Wiener滤波给出了一种图像去噪算法,并采用了加性算子分解格式求解非线性扩散方程以提高计算效率。实验结果表明,该算法在去除噪声的同时很好地保持了图像中的强弱边界等细节特征,去噪后的图像在峰值信噪比和主观视觉效果上都有显著提高。

基于结构张量扩散的改进PDE滤波算法

从扩散的角度分析了图像处理中传统热扩散和PM模型的不足,提出了一种各向异性的改进PDE滤波算法.该算法利用图像的结构张量信息和局部特征,自适应选取扩散系数,在图像平坦区域,具有各向同性扩散;而在图像边缘处,则只沿着切向扩散.实验结果表明,该算法具有良好的滤波性能,在滤波的同时可有效保护边缘细节,对灰度图像特别是医学图像,相对于传统方法,该算法可以获得更好的主观视觉效果和客观性能评价指标.