本发明涉及地震勘探技术领域，尤其是涉及一种绕射波成像方法、装置和电子设备。
背景技术：
煤炭开采过程中，突水、瓦斯突出、顶板塌陷等地质灾害严重威胁煤矿安全，这些地质灾害常与一部分地质异常体有关，地震波在传播过程中，遇到地质异常体时会形成新震源，以球面波形式继续向前传播，形成绕射波或散射波，绕射波携带有地质异常体的有效信息，但是由于反射波能量较强，绕射波成像结果会受到反射波的影响，因此有效分离绕射波可以有效提高绕射波成像结果。
现有平面波分解方法通过构建平面波解构滤波器对反射波进行压制，增强绕射波来达到绕射波分离的目的，但是，该方法的精度严重依赖于反射波局部倾角值的预测，且分离后的绕射波会包含噪声等干扰，影响绕射波成像结果的分辨率。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种绕射波成像方法、装置和电子设备，以压制反射波和噪声，增强绕射波，提高绕射波成像结果的分辨率。
第一方面，本发明实施例提供了一种绕射波成像方法，其中，该方法包括：获取角度域下的共成像道集；共成像道集包括多个成像道集；每个成像道集对应一个成像点，每个成像道集包括多个采样点；采样点包括时间参数；对每个成像道集执行以下处理步骤：根据时间参数对采样点进行时间划分，得到多个时间切片；时间参数相同的若干采样点的集合为一个时间切片；对每个时间切片的每一采样点进行第一计算，得到每一采样点对应的衰减因子；对衰减因子进行第二计算，得到衰减系数；对每个时间切片的若干采样点和若干采样点对应的衰减系数进行叠加计算，得到每个时间切片的成像结果；将成像道集对应相关的多个时间切片的成像结果进行集合，得到成像道集对应的成像点的成像结果；通过对共成像道集的每个成像道集进行以上处理步骤，得到多个成像道集对应的多个成像点的成像结果；将共成像道集的多个成像点的成像结果进行集合，得到共成像道集的成像结果。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，采样点还包括倾角参数、方位角参数；成像道集为cignum(dip,azi,t)；其中，dip为倾角参数，azi为方位角参数，t为时间参数；成像道集包括多个采样点x(i,j,k)；其中，k为时间参数t的一个取值，(i,j)分布表示时间参数k对应的时间切片的采样点x的分布，i的取值为(1,n)，j的取值为(1,m)，n、m分别为大于0的自然数。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，该方法还包括：利用下述公式计算衰减因子：其中，x(i,j,k)表示采样点；u表示时间参数k对应的时间切片的所有采样点的均值；σ表示时间参数k对应的时间切片的所有采样点的标准差；dm(x(i,j,k))表示采样点x(i,j,k)对应的衰减因子。
结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，对衰减因子进行第二计算，得到衰减系数的步骤，包括：利用下述公式计算衰减系数：
其中，dm(x(i,j,k))表示采样点x(i,j,k)对应的衰减因子；a(x(i,j,k))表示采样点x(i,j,k)对应的衰减系数。
结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，对每个时间切片的若干采样点和若干采样点对应的衰减系数进行叠加计算，得到每个时间切片的成像结果的步骤，包括：利用下述公式计算每个时间切片的成像结果：
其中，a(x(i,j,k))表示采样点x(i,j,k)对应的衰减系数；V(k)表示时间参数为k的时间切片的成像结果。
第二方面，本发明实施例还提供一种绕射波成像装置，其中，该装置包括：获取模块，用于获取角度域下的共成像道集；共成像道集包括多个成像道集；每个成像道集对应一个成像点，每个成像道集包括多个采样点；采样点包括时间参数；处理模块，用于对每个成像道集执行以下处理步骤：根据时间参数对采样点进行时间划分，得到多个时间切片；时间参数相同的若干采样点的集合为一个时间切片；对每个时间切片的每一采样点进行第一计算，得到每一采样点对应的衰减因子；对衰减因子进行第二计算，得到衰减系数；对每个时间切片的若干采样点和若干采样点对应的衰减系数进行叠加计算，得到每个时间切片的成像结果；将成像道集对应相关的多个时间切片的成像结果进行集合，得到成像道集对应的成像点的成像结果；第一成像模块，用于通过对共成像道集的每个成像道集进行以上处理步骤，得到多个成像道集对应的多个成像点的成像结果；第二成像模块，用于将共成像道集的多个成像点的成像结果进行集合，得到共成像道集的成像结果。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，采样点还包括倾角参数、方位角参数；成像道集为cignum(dip,azi,t)；其中，dip为倾角参数，azi为方位角参数，t为时间参数；成像道集包括多个采样点x(i,j,k)；其中，k为时间参数t的一个取值，(i,j)分布表示时间参数k对应的时间切片上的采样点x的分布，i的取值为(1,n)，j的取值为(1,m)，n、m分别为大于0的自然数。
结合第二方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，处理模块用于：利用下述公式计算衰减因子：其中，x(i,j,k)表示采样点；u表示时间参数k对应的时间切片的所有采样点的均值；σ表示时间参数k对应的时间切片的所有采样点的标准差；dm(x(i,j,k))表示采样点x(i,j,k)对应的衰减因子。
第三方面，本发明实施例还提供一种电子设备，其中，包括存储器、处理器，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，其中，处理器执行计算机程序时实现上述第一方面所述的方法的步骤。
第四方面，本发明实施例还提供一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，其中，程序代码使处理器执行第一方面所述方法。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明实施例提供了一种绕射波成像方法、装置和电子设备，其中，该绕射波成像方法包括：获取角度域下的共成像道集；共成像道集包括多个成像道集；每个成像道集对应一个成像点；每个成像道集包括多个采样点；每个采样点包括时间参数；对每个成像道集进行下述处理：按照时间参数对采样点进行划分得到多个时间切片，计算每个时间切片的每一采样点的衰减因子与衰减系数，对每个时间切片的若干采样点及若干采样点对应的衰减系数进行叠加计算，得到每个时间切片的成像结果，将其进行集合，得到每个成像点的成像结果，将每个成像点的成像结果进行集合，得到共成像道集的成像结果。本发明实施例通过对角度域下的共成像道集进行衰减，有效地压制了反射波和噪声，增强了绕射波，提高了绕射波成像结果的分辨率。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本发明的上述技术即可得知。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施方式，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种绕射波成像方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种对成像道集进行处理的流程图；
图3为本发明实施例提供的一种对时间切片进行处理的流程图；
图4为本发明实施例提供的一种绕射波成像装置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前，当震源为平面波震源时，反射波会以平面波的形式进行传播，绕射波波前依旧是球面，平面波分解方法是利用这一特点构建平面波解构滤波器来对反射波进行压制，但是精度难以准确把握，且存在噪声干扰，影响绕射波成像结果。基于此，本发明实施例提供的一种绕射波成像方法、装置和电子设备，可以应用于地震勘探的绕射波高分辨成像的场景中，可以对地质异常体进行高分辨成像，准确定位地质异常体位置。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种绕射波成像方法进行详细介绍。
参见图1所示的一种绕射波成像方法的流程图，其中，该方法包括：
步骤S102，获取角度域下的共成像道集；共成像道集包括多个成像道集；每个成像道集对应一个成像点；
上述每个成像道集包括多个采样点；采样点包括倾角参数、方位角参数和时间参数。
绕射波携带有地质异常体的有效信息，绕射波成像被视为地震高分辨率甚至超高分辨率的有效手段，但是绕射波能量较弱，易被干扰，绕射波成像前进行绕射波分离可以有效提高绕射波成像结果。反射波在角度域共成像道集下具有凹形特征，且只能在反射体真倾角范围内有波场响应，而绕射波具有水平线性特征，且在宽方位多角度范围内均有波场响应。利用角度域下的这一差异，提出振幅衰减函数，进行绕射波成像，提高绕射波成像结果分辨率，有效定位绕射体。
步骤S104，对每个成像道集进行处理，得到每个成像道集对应的成像点的成像结果；
参见图2所示，对步骤S104中，对每个成像道集进行处理的步骤进行详细说明，具体步骤如下：
步骤S202，根据时间参数对采样点进行时间划分，得到多个时间切片；时间参数相同的若干采样点的集合为一个时间切片；
步骤S204，对每个时间切片的每一采样点进行第一计算，得到每一采样点对应的衰减因子；
步骤S206，对衰减因子进行第二计算，得到衰减系数；
步骤S208，对每个时间切片的若干采样点和若干采样点对应的衰减系数进行叠加计算，得到每个时间切片的成像结果；
步骤S210，将成像道集对应相关的多个时间切片的成像结果进行集合，得到成像道集对应的成像点的成像结果。
对每个成像道集对应相关的时间切片的成像结果按照时间参数进行集合，得到每个成像道集的成像点的成像结果。
上述步骤S202至步骤S210描述的是对每个成像道集进行处理，得到每个成像道集对应的成像点的成像结果的处理过程，下面继续描述绕射波成像方法的步骤。
步骤S106，将共成像道集的多个成像点的成像结果进行集合，得到共成像道集的成像结果。
本发明实施例提供了一种绕射波成像方法，该方法通过获取角度域下的共成像道集；共成像道集包括多个成像道集；每个成像道集对应一个成像点；每个成像道集包括多个采样点；每个采样点包括时间参数；对每个成像道集进行下述处理：按照时间参数对采样点进行划分得到多个时间切片，计算每个时间切片的每一采样点的衰减因子与衰减系数，对每个时间切片的若干采样点及若干采样点对应的衰减系数进行叠加计算，得到每个时间切片的成像结果，将其进行集合，得到每个成像点的成像结果，将每个成像点的成像结果进行集合，得到共成像道集的成像结果。本发明实施例通过对角度域下的共成像道集进行衰减，有效地压制了反射波和噪声，增强了绕射波，提高了绕射波成像结果的分辨率。
对应于上述方法实施例，本发明实施例以一个成像道集为例，对上述对每个成像道集进行处理，得到每个成像道集对应的成像点的成像结果的处理过程进行详细说明。
一个成像道集cignum(dip,azi,t)对应一个成像点，该成像道集包括多个采样点，每个采样点包括倾角参数dip、方位角参数azi和时间参数t；根据采样点的时间参数t，对该成像道集的采样点进行时间划分，时间参数t相同的若干采样点的集合为一个时间切片，将该成像道集划分成多个时间切片。
对每个时间切片上的采样点进行处理，得到每个时间切片的成像结果，以时间参数t的一个取值k对应的时间切片为例，对上述对每个时间切片上的采样点进行处理的处理过程进行详细描述，该时间切片包括若干采样点x(i,j,k)，(i,j)分布表示时间参数k对应的时间切片的采样点x的分布，i的取值为(1,n)，j的取值为(1,m)，n、m分别为大于0的自然数，该时间切片为：
如图3所示，对该时间切片进行处理的具体步骤包括：
步骤S302，对该时间切片的每一采样点进行第一计算，得到每一采样点对应的衰减因子；
利用下述公式计算衰减因子：
其中，x(i,j,k)表示时间参数k对应的时间切片的采样点；u表示时间参数k对应的时间切片的所有采样点的均值；σ表示时间参数k对应的时间切片的所有采样点的标准差；dm(x(i,j,k))表示采样点x(i,j,k)对应的衰减因子。
步骤S304，对衰减因子进行第二计算，得到衰减系数；
利用下述公式计算衰减系数：
其中，dm(x(i,j,k))表示采样点x(i,j,k)对应的衰减因子；a(x(i,j,k))表示采样点x(i,j,k)对应的衰减系数。
步骤S306，对该时间切片的若干采样点和若干采样点对应的衰减系数进行叠加计算，得到该时间切片的成像结果。
其中，a(x(i,j,k))表示采样点x(i,j,k)对应的衰减系数；V(k)表示时间参数为k的时间切片的成像结果。
对当前成像道集的每个时间切片均进行上述图3所示的步骤，得到各个时间切片对应的成像结果，将各个时间切片的成像结果按照时间参数进行组合，得到当前成像道集的成像结果。
本发明实施例利用绕射波与反射波的运动学和动力学特征，构建衰减函数，对成像道集的每一个时间切片上的每一采样点进行衰减计算，然后将时间切片上的采样点与衰减系数进行叠加计算，得到每一时间切片的成像结果，将成像道集的各个时间切片的成像结果按照时间参数进行集合，得到当前成像道集的成像结果，对共成像道集的每个成像道集均进行相同处理，得到每个成像道集的成像结果，将每个成像道集的成像结果进行集合，得到当前共成像道集的成像结果，本发明实施例通过对角度域下的共成像道集进行衰减，有效地压制了反射波和噪声，增强了绕射波，提高了绕射波成像结果的分辨率。
对应于上述方法实施例，本发明实施例还提供了一种绕射波成像装置，如图4所示，该装置包括：
获取模块40，用于获取角度域下的共成像道集；共成像道集包括多个成像道集；每个成像道集对应一个成像点，每个成像道集包括多个采样点；采样点包括时间参数；
处理模块41，用于对每个成像道集执行以下处理步骤：
根据时间参数对采样点进行时间划分，得到多个时间切片；时间参
数相同的若干采样点的集合为一个时间切片；
对每个时间切片的每一采样点进行第一计算，得到每一采样点对应
的衰减因子；
对衰减因子进行第二计算，得到衰减系数；
对每个时间切片的若干采样点和若干采样点对应的衰减系数进行
叠加计算，得到每个时间切片的成像结果；
将成像道集对应相关的多个时间切片的成像结果进行集合，得到成
像道集对应的成像点的成像结果；
第一成像模块42，用于通过对共成像道集的每个成像道集进行以上处理步骤，得到多个成像道集对应的多个成像点的成像结果；
第二成像模块43，用于将共成像道集的多个成像点的成像结果进行集合，得到共成像道集的成像结果。
上述获取模块40中，采样点还包括倾角参数、方位角参数；成像道集为cignum(dip,azi,t)；其中，dip为倾角参数，azi为方位角参数，t为时间参数；成像道集包括多个采样点x(i,j,k)；其中，k为时间参数t的一个取值，(i,j)分布表示时间参数k对应的时间切片上的采样点x的分布，i的取值为(1,n)，j的取值为(1,m)，n、m分别为大于0的自然数。。
上述处理模块41还包括：利用下述公式计算衰减因子：
其中，x(i,j,k)表示采样点；u表示时间参数k对应的时间切片的所有采样点的均值；σ表示时间参数k对应的时间切片的所有采样点的标准差；dm(x(i,j,k))表示采样点x(i,j,k)对应的衰减因子。
本发明实施例提供的的绕射波成像装置，与上述实施例提供的绕射波成像方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
对应于上述发明实施例，本发明实施例还提供了一种电子设备，如图5所示，该电子设备包括存储器51、处理器52，存储器51中存储有可在处理器52上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述方法实施例提供的方法的步骤。
参见图5，该电子设备还包括：总线53和通信接口54，处理器52、通信接口54和存储器51通过总线53连接；处理器52用于执行存储器51中存储的可执行模块，例如计算机程序。
其中，存储器51可能包含高速随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口54(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。
总线53可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
其中，存储器51用于存储程序，处理器52在接收到执行指令后，执行程序，前述本发明任一实施例揭示的方法可以应用于处理器52中，或者由处理器52实现。
处理器52可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器52中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器52可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器51，处理器52读取存储器51中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
本发明实施例还提供一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，程序代码使处理器执行上述方法实施例所述的方法。
本发明实施例提供的具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，与上述实施例提供的绕射波成像方法、装置和电子设备具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
本发明实施例所提供的进行绕射波成像方法、装置和电子设备的计算机程序产品，包括存储了处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读存储介质，程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。