基于L0范数约束的稀疏拟正交Radon变换方法及其应用研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41604091
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0408.油气地球物理学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Radon transform is a useful and fundamental tool in exploration seismology with a core issue of exactly estimating its spectrum. Generally, this issue is cast as an inverse problem, and the transform from the spectrum to data domain is considered as a forward problem. To successfully solve this inverse problem, we must take the precision of its forward problem into account. However, the implicit assumption that predict data from Radon inverse transform is plane wave with constant amplitude and a fixed integral path obscures its precision and limit its validity regimes. In order to overcome the limitation of the conventional Radon transform, both amplitude and traveltime calibration operators are introduced to conserve the waveform of predict data and suit for the arbitrary integral path. In this sense, we approximately implement the orthogonal mapping from the forward to inverse Radon transforms, and vice versa, and thus improve the predict precision. We name the calibrated transforms the pseudo-orthogonal Radon transforms (PORT). Next, we will use the sparsity of Radon spectrum in time domain as a constraint to do a sparse inversion under L0 norm. Combining the PORT with matching pursuit (MP) algorithms, a self-adaptive orthogonal MP algorithm is proposed to solve the inverse sparse Radon spectrum problem. Consider of strong adaptability of arbitrary integral path and energy preservation, the PORT has wide potential applications such as body-surface wave mode separation for irregular surfaces, sparse plane wave decomposition and automatic stacking velocity estimation, and so on, with more improved effects and better efficiency than conventional methods.
Radon变换广泛应用于勘探地震中,其核心为Radon谱估计,通常解法将其构造为一个反问题。相应的,将Radon谱投影到数据域的变换定义为正问题。正问题的精度是反问题成功的基本保障。然而,基于反Radon变换的预测数据隐含了常振幅与固定积分路径假设,导致正问题的精度较低且适用范围受限。为突破此局限,本项目在常规反Radon变换中引入振幅估计以及走时校正算子,构造了一种保波形的反Radon变换算子,近似实现了正反Radon变换的正交化,提高了正问题的预测精度。接着,利用时间域Radon谱的稀疏性作为约束,将Radon谱反演构造为L0范数下的稀疏反问题。结合正交Radon变换对及匹配追踪算法,提出一种自适应正交匹配追踪算法求解稀疏Radon谱反问题。在应用方面,本项目将稀疏正交Radon变换应用于起伏地表面波分离,稀疏平面波分解以及自动叠加速度估计等方面,试图改进传统方法的效果并提高计算效率。

结项摘要

高分辨率Radon变换在地震信号处理中有广泛应用。传统的基于L2范数的Radon变换方法,难以得到最稀疏的反演结果。传统的基于L1/L0范数的Radon变换方法,只考虑模型空间解的稀疏性,无法兼顾数据逼近的精度。本项目从信号建模的角度出发,首先提出一种新的信号预测模型。进而在压缩感知框架下,通过匹配追踪算法及算子正交变换,实现了高分辨率的Radon谱反演方法。在保证模型空间解的稀疏性的同时,兼顾了数据空间的信号重构精度,因而适用性更广。.在应用研究方面,将本项目中的稀疏Radon谱反演用于高分辨率双曲Radon变换,可以实现全自动的叠加速度分析。因此,无需在进行速度谱的人工拾取,可以提高初始速度建模的效率并降低人工成本。同时,通过在高维空间中进行高维局部线性Radon变换,可以实现地震信号的特征表达(如斜率,走时,子波等),可以为后续的层析反演提供输入数据,无需人工交互。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
一阶Rytov近似有限频走时层析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    地球物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    冯波;罗飞;王华忠
  • 通讯作者:
    王华忠
A generalized Rytov approximation for accurate calculation of phase variation in strong perturbation media
用于精确计算强扰动介质中相位变化的广义 Rytov 近似
  • DOI:
    10.1093/gji/ggz338
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Geophysical Journal International
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Feng Bo;Wu Ru-Shan;Wang Huazhong
  • 通讯作者:
    Wang Huazhong
基于稀疏反演理论的自动叠加速度反演方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    地球物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐文君;殷俊锋;王华忠;冯波
  • 通讯作者:
    冯波
反射波层析反演速度建模方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    石油物探
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    冯波;吴成梁;王华忠
  • 通讯作者:
    王华忠
Automatic traveltime inversion via sparse decomposition of seismic data
通过地震数据的稀疏分解自动走时反演
  • DOI:
    10.1190/geo2017-0329.1
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Geophysics
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Feng Bo;Wang Huazhong;Wu Ru-Shan
  • 通讯作者:
    Wu Ru-Shan

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其他文献

无线传感器网络功率控制技术
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    软件学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    李方敏;徐文君;刘新华
  • 通讯作者:
    刘新华
某三级妇幼保健院血培养报阳时间、病原菌分布及耐药性分析
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国感染控制杂志
  • 影响因子:
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  • 作者:
    陈婷;陆勤;徐文君;杨力;曹笑梅;钟天鹰
  • 通讯作者:
    钟天鹰
无线传感器网络的链路稳定成簇与功率控制算法
  • DOI:
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  • 期刊:
    计算机学报
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  • 作者:
    李方敏;徐文君;刘新华;韩屏
  • 通讯作者:
    韩屏
无线传感器/执行器网络中能量有效的实时分簇路由协议
  • DOI:
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  • 期刊:
    计算机研究与发展
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    --
  • 作者:
    胡四泉;李方敏;刘新华;徐文君
  • 通讯作者:
    徐文君
Hedgehog信号通路在食管癌中的异常活化
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    中国肿瘤临床
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄登亮;徐文君;吕农华;罗时文
  • 通讯作者:
    罗时文

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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