Sismik kesitlerde meydan süzgeçleme ile sinyal/gürültü oranının iyileştirilmesi

Abstract

ÖZET Son yıllarda, jeofizikte özellikle sismikte sinyal analizi konusunda oldukça farklı teknikler geliştirilmiş ve kullanıcının hizmetine sunulmuştur. Bu teknikler içerisinde önemli bir yere sahip olan süzgeçleme, Sinyal/Gürültü (S/G) oranının iyileştirilmesinde oldukça yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Özel bir süzgeç türü olan medyan süzgeçleme, istatistiksel ve non-lineer bir yapıdadır. En basit ifadeyle medyan operatörü, veriyi istatistiksel olarak (küçükten büyüğe doğru) düzenleyip, oluşan yeni verinin orta değerini saptar. Bu çalışmada, medyan tipi süzgeçlerin gürültülü sismik sinyaller üzerindeki performansları incelenmiştir. 1 ve 2-boyutlu veriler üzerinde Standart, Rekursive ve Ağırlıklı Medyan süzgeçleri kullanılmıştır. Rekursive ve Ağırlıklı Medyan süzgeçlerin sismik sinyaller üzerindeki etkileri pek bilinmemektedir. Çalışmada kullanılan veriler; teorik ve arazi çalışmalarından elde edilip, özellikle gürültüyle bozulmuş olmalarına dikkat edilmiştir. Kullanılan ground- roll ve rastgele (random) dağılımlı gürültüler sismik sinyalleri örterek önemli yorum zorluklan ve hataları meydana getirmektedirler. Standart, Rekursive ve Ağırlıklı Medyan süzgeçlemelerin her biri için farklı süzgeç pencere boyları denenmiş ve elde edilen sonuçlar, ayrı ayrı analiz edilmiştir. Her üç süzgeçlemenin birbirine göre avantaj ve dezavantajları belirlenmiştir. Yapılan her bir süzgeçlemenin olay ve gürültülere nasıl davrandığı incelenmiş ve verideki S/G oranının iyileşme derecesine bakılmıştır. Her üç süzgecinde verinin S/G oranında belli bir iyileştirme yaptığı gözlenmiştir. Rekursive Medyan süzgeçleme, düzenli gürültülerin süzülmesinde daha etkili olmuş, ancak veri üzerinde hızlı hareket ettiği için, veride bazı bozulmalara neden olmuştur. Diğer taraftan, Ağırlıklı Medyan süzgeci veri üzerinde daha yavaş hareket ederek gürültüyü belli bir derece elemine ederek verideki olaylara dokunmamaya çalışmıştır. Her üç süzgeçlemede (özellikle Ağırlıklı Medyan süzgeci) rastgele gürültüyü sinyalden ayıklamada oldukça başarılı hareket etmiştir. Anahtar Kelimeler : Medyan Süzgeci, Ground-roll, Rastgele Dağılımlı Gürültü, Standart Medyan Süzgeci, Rekursive Medyan Süzgeci, Ağırlıklı Medyan Süzgeci, Sentetik ve Arazi Sismik Kesitleri. V

SUMMARY Recently, in geophysics, specially in seismic signal analysis, fairly different techniques have been developed and they have been presented to utility of user. Among these, filtering has been used widely in elemination of noise and improving of Signal/Noise (S / N) ratio. Median filtering, specific type of filtering, is statical and has a non-linear structure. By the simplest expression median operator sets up in order data as statical from maximum data to minimum data and then middle value of ordered new data is taken as median value. In this study, performance on noisy signals of median type filters were investigated. Standart, Recursive and Weighted Median filters were used on 1- and 2- dimensional data. Effects of Recursive and Weighted Median filters on seismic sections are not hardly known. The data used in the study were obtained from theorical and field studies and damaged by noise specially. Ground-roll and random noises used give rise to important interpretation difficulties and errors by covering seismic signals. For each filter, various lenght of filter windows were tested and then obtained results were analyzed one by one. Advantages and disavantages of according to each other of three filters were determined. How to behave on events (signals) and noises of each filtering used was investigated and in data, the degree of S/N ratio improvement were interpreted. A clear improving done by each three filters has been observed in S/N ratio of data. The Recursive Median filter was to be more effective in filtering of regular noises. However, it caused some damages in data for acting on data fastly. The Weighted Median filter didn't damage event (signal) on data while eleminating noise for acting on data slowly. Each three filtering, specially Weighted Median filters, were fairly successful in seperating random noise from signal. Key Words: Median Filter, Ground-roll, Random Noise, Standart Median Filter, Recursive Median Filter, Weighted Median Filter, Synthetic and Field Seismic Sections. VI