一种基于图像处理的地震层位识别方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于油气、页岩油气及煤层气地震勘探与开发领域，具体涉及一种基于图 像处理的地震层位识别方法。
【背景技术】
[0002] 在地震解释中地震层位解释是非常重要的一项工作，传统的地震层位提取方法都 是劳动力密集型的。即在二维地震剖面上，利用连续反射同向轴进行追踪得到地震层位。此 外还有一些地震层位自动追踪的方法，这些方法的基本原理是检验地震道种子点上下一定 时间内的样本点，在时间方向寻找波形相似组合或相邻地震道上可接受相关系数，从而确 定地震层位的位置。
[0003] 目前尚没有基于图像处理的地震层位识别相关技术。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种基于图像处理的地 震层位识别方法，利用图像处理中一些方法的组合有效对二维地震剖面进行地震层位的快 速识别，此种地震层位的识别方法有助于迅速建立地震叠前、叠后反演、二维地震正演的模 型数据，为常规油气、页岩油气及煤层气的勘探、开发服务。
[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0006] -种基于图像处理的地震层位识别方法，所述方法中操作的元数据是24位BMP格 式的中的单个像素，一个像素的大小为4个字节，其中第一个字节存放蓝色的亮度B，第二 个字节存放绿色的亮度G，第三个字节存放红色的亮度R，第四个字节存放透明度A，每个字 节取值范围为〇到255间的整数；
[0007] 所述方法包括以下步骤：
[0008] (1)对地震剖面原图进行平滑处理，得到平滑处理后的每个像素的像素值，即各个 字节的值；
[0009] (2)像素点相减处理：将像素的原像素值减去对应的平滑处理后的该像素的像素 值，得到新的像素值；
[0010] (3)灰度处理：对每个像素，均在其B、G、R三个字节中找到最大值，然后让该像素 的B、G、R三个字节的值都等于这个最大值；
[0011] (4)黑白化处理：设定一个阈值T，对每个像素，如果经过灰度处理后的像素值小 于T，那么则将其像素的三个字节的值均赋值为0 ;如果像素值大于T，那么则将其像素的三 个字节的值均值赋值为255。
[0012] 所述步骤（1)是这样实现的：
[0013] 采用均值滤波平滑算法进行平滑处理，具体如下：
[0014] 在地震剖面原图上对目标像素设定一个模板，该模板包括了目标像素及其周围的 临近像素，然后用模板中的全体像素的平均值来代替目标像素原来的像素值。
[0015] 所述步骤⑷中
[0016] 所述阈值T的取值范围在0~255之间。
[0017] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：利用图像处理中一些方法（平滑、灰度） 的组合处理后可有效对二维地震剖面进行地震层位的快速识别，此种地震层位的识别方法 有助于迅速建立地震叠前、叠后反演、二维地震正演的模型数据，为常规油气、页岩油气及 煤层气的勘探、开发服务。
【附图说明】
[0018] 图1是BMP格式中的像素数据结构图。
[0019] 图2是3 X 3的均值滤波模板。
[0020] 图3是彩色像素点到灰度像素点的转换。
[0021] 图4黑白化像素转换示意图。
[0022] 图5地震剖面原图。
[0023] 图6平滑处理并像素相减后的效果图。
[0024] 图7灰度处理效果图。
[0025] 图8黑白化处理效果图。
[0026] 图9本发明方法的步骤框图。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
[0028] 本发明中所操作的元数据是24位BMP(Bitmap)格式的中的单个像素（或称位图 数据），一个像素的大小为4个字节（BGRA)。其中第一个字节存放蓝色的亮度（B)，第二个 字节存放绿色的亮度（G)，第三个字节存放红色的亮度（R)，第四个字节存放透明度（A，本 发明中没有用到），每个字节取值范围为〇到255间的整数。另外BMP文件格式图像的扫描 方式是按从左到右、从上倒下的顺序。像素的数据结构如图1所示。
[0029] 如图9所示，本发明基于图像处理的地震层位识别方法主要分为以下4个步骤：
[0030] (1)对地震剖面原图进行平滑处理
[0031] 本发明所采用的平滑处理方法为均值滤波平滑算法（如果采用其它算法，其效果 比该算法的结果差。），它是指在图像上对目标像素给一个模板，该模板包括了其周围的临 近像素（以目标象素及目标像素为中心的周围8个象素，构成一个滤波模板），再用模板中 的全体像素的平均值来代替原来像素值。
[0032] 其算法流程为对待处理的当前像素点（X，y)，选择一个3X3的模板，该模板由其 近邻的若干像素组成，求模板中所有像素的均值，再把该均值赋予当前像素点（X，y)，即个
(分别对4个字节做此处理），其中m为该模板中包含当前像素在内 的像素总个数。如图2所示：
[0033] (2)像素点相减处理
[0034] 将原像素的每个字节的值减去平滑处理过的像素的每个字节的值，得到新的像素 (即此像素的值就是两者的差值）。
[0035] (3)灰度处理
[0036] 在做过平滑处理并像素相减的基础上（即步骤（2)得到的新的像素），还需要进行 图像数据的灰度处理。在上文所提到的像素数据结构中，如果B、G、R三个字节的值有差异， 那么这个像素将体现出色彩显示。如果B、G、R三个字节的值完全相等，那么这个像素将只 体现出灰度显示，并且灰度的级别是〇到255。
[0037] 在本发明中确定每个像素灰度级别的方法是在B、G、R三个字节中找到最大值，然 后让B、G、R三个字节都等于这个最大值。如图3所示。
[0038] (4)黑白化处理
[0039] 在上文所提到的像素数据结构中，如果B、G、R三个字节的值完全相等，并且值都 为〇,那么这个像素将显示为标准黑色。如果B、G、R三个字节的值完全相等，并且值都为 255,那么这个像素将显示为标准白色。
[0040] 在完成灰度处理后，还需要进行黑白化处理。所谓的黑白化处理就是在灰度图的 基础上，设定一个阈值T (取值范围在0~255之间）（一般把默认值设置100~130之间， 但在软件编程中，将0~255之间的值都放给用户调节，以适应极端情况）。如果像素值（灰 度化后的）小于T，那么则将其赋值为0 ;如果像素值大于T，那么则将其赋值为255 ;如图4 所示。
[0041] 黑白化后基本的地震层位形态就体现了，即将地震层位从纷乱复杂的彩色图中化 简为直观的、清晰的黑白双色图。以此图为依据，地震解释人员所做的工作是依照此图描红 或采用其他一些手段来记录其信息。
[0042] 本发明涉及的方法技术是一项适用于以岩性圈闭为主的常规油气的勘探开发和 非常规（煤层气和页岩气）油气的勘探开发，其关键技术是利用图像处理中一些方法（平 滑、灰度）的组合处理后可有效对二维地震剖面进行地震层位的快速识别，此种地震层位 的识别方法有助于迅速建立地震叠前、叠后反演、二维地震正演的模型数据，为常规油气、 页岩油气及煤层气的勘探、开发服务。
[0043] 下面是本发明的一个实施例：
[0044] 图5为地震剖面原图（此图原本为彩色图），图6为在地震剖面原图上进行平滑处 理并将像素相减后的效果图（此图原本为彩色图），从图6可以明显看见地震层位被勾勒出 来。图7为灰度处理效果图（此图为灰度图），灰度处理后将进一步去掉杂色。图8为黑白 化处理效果图。生成黑白图的目的是将数据二值化（〇或255)，这样可以更好的适应后期处 理。
[0045] 上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本 发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本 发明上述【具体实施方式】所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制 性的意义。
【主权项】
1. 一种基于图像处理的地震层位识别方法，所述方法中操作的元数据是24位BMP格式 的中的单个像素，一个像素的大小为4个字节，其中第一个字节存放蓝色的亮度B，第二个 字节存放绿色的亮度G，第三个字节存放红色的亮度R，第四个字节存放透明度A，每个字节 取值范围为〇到255间的整数，其特征在于 ： 所述方法包括以下步骤： (1) 对地震剖面原图进行平滑处理，得到平滑处理后的每个像素的像素值，即各个字节 的值； (2) 像素点相减处理：将像素的原像素值减去对应的平滑处理后的该像素的像素值， 得到新的像素值； (3) 灰度处理：对每个像素，均在其B、G、R三个字节中找到最大值，然后让该像素的B、 G、R三个字节的值都等于这个最大值； (4) 黑白化处理：设定一个阈值T，对每个像素，如果经过灰度处理后的像素值小于T， 那么则将其像素的三个字节的值均赋值为〇 ;如果像素值大于T，那么则将其像素的三个字 节的值均值赋值为255。2. 根据权利要求1所述的基于图像处理的地震层位识别方法，其特征在于：所述步骤 (1)是这样实现的： 采用均值滤波平滑算法进行平滑处理，具体如下： 在地震剖面原图上对目标像素设定一个模板，该模板包括了目标像素及其周围的临近 像素，然后用模板中的全体像素的平均值来代替目标像素原来的像素值。3. 根据权利要求1所述的基于图像处理的地震层位识别方法，其特征在于：所述步骤 (4)中 所述阈值T的取值范围在O~255之间。
【专利摘要】本发明提供了一种基于图像处理的地震层位识别方法，属于油气、页岩油气及煤层气地震勘探与开发领域。本方法包括：(1)对地震剖面原图进行平滑处理，得到平滑处理后的每个像素的像素值，即各个字节的值；(2)像素点相减处理：将像素的原像素值减去对应的平滑处理后的该像素的像素值，得到新的像素值；(3)灰度处理：对每个像素，均在其B、G、R三个字节中找到最大值，然后让该像素的B、G、R三个字节的值都等于这个最大值；(4)黑白化处理：设定一个阈值T，对每个像素，如果经过灰度处理后的像素值小于T，那么则将其像素的三个字节的值均赋值为0；如果像素值大于T，那么则将其像素的三个字节的值均值赋值为255。
【IPC分类】G01V1/28
【公开号】CN105093289
【申请号】CN201410217192
【发明人】宋志翔, 岳承琪, 宋祈真, 苏凌, 杨文广, 白俊雨, 张杨, 何凯
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2014年5月22日