(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211335663.X (22)申请日 2022.10.28 (71)申请人 西安交通大 学 地址 710048 陕西省西安市碑林区咸宁西 路28号 (72)发明人 陈文超　刘达伟　高文斌　王晓凯　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 专利代理师 高博 (51)Int.Cl. G06K 9/62(2022.01) G06F 17/16(2006.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) (54)发明名称 一种五维地震资料低秩约束重建方法、 系 统、 介质及设备 (57)摘要 本发明公开了一种五维地震资料低秩约束 重建方法、 系统、 介质及设备， 将数据张量， 采样 张量， 优化项与正则项的权重参数， 以及沿个方 向分解按mode ‑{n,l}方法分解出的矩阵的TR秩 R1，…， RN输入地震资料重建模型， 并初始化参数 Y0， 作为初始值； 展开当前步的低秩重建数据 张量， 在迭代中采样块坐标下降法 交叉对变量进 行优化， 使用随机化采样加快运算效率， 得到低 秩重建数据经mode ‑{n,l}分解所得 计算的 最优分解矩阵 将训练样本的 经张量重建求得下一步的 重复 以上步骤直到符合预定的停 止准则， 得到真实数 据的低秩重建结果， 将所有的频率成分组合恢复 为原始的数据格式， 实现成五维地震资料重建。 本发明具有良好的重建效果， 减小了计算资源消 耗， 具有广阔的工业应用前 景。 权利要求书2页 说明书11页 附图7页 CN 115511004 A 2022.12.23 CN 115511004 A 1.一种五 维地震资料低秩约束重建方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 将地震资料重建问题转 化为低秩约束优化问题， 构建地震资料重建模型； S2、 读取原始五维地震资料， 将存在缺失道的五维地震资料按不同频率进行划分， 构造 4维地震数据 S3、 将步骤S2得到的4维地震数据 输入步骤S1构建的地震资料重建模型中， 设定正 则化参数u和分解所得张量秩秩R1，…， RN， 初始化地震资料重建模型的参数， 得到初始分解 矩阵Y0和初始低秩重建数据张量 S4、 对步骤S3得到初始分解矩阵Y0和初始低秩重建数据张量 进行迭代， 利用sketch 方法和块坐标下降法计算第k次迭代前一步所得低秩重建数据张量 经过TR分解所得若 干分量 的分解矩阵 分解矩阵 经张量重建 求得下一步的低秩 重建数据张量 S5、 采用迭代优 化方法重复步骤S4， 将 满足迭代停 止条件后得到的 作为真实数据 的低秩重建结果， 将所有的频率成分组合恢复为原始的数据格式， 实现成五维地震资料重 建。 2.根据权利要求1所述的五维地震资料低秩约束重建方法， 其特征在于， 步骤S1中， 地 震资料重建模型 具体为： 其中， 为待求解的地震数据， 代表采样矩阵， 为张量 的mode‑{n,l} 展开， 有着预定义的秩 Rn， 为Z{n,l}的分解矩阵， N为张量 的维度大 小， ||·||F代表计算矩阵的Froben ius范数。 3.根据权利要求1所述的五维地震资料低秩约束重建方法， 其特征在于， 步骤S2中， 4维 地震数据 为： 其中，⊙代表哈达玛乘积， 代表采样矩阵， 为待求解的地震数据。 4.根据权利要求3所述的五维地震资料低秩约束重建方法， 其特征在于， 采样矩阵 中 元素pi1i2i4i3满足条件如下： 其中， 为4维地震数据 中索引为 i1i2i3i4的元素。 5.根据权利要求1所述的五维地震资料低秩约束重建方法， 其特征在于， 步骤S4中， 低 秩重建数据张量 为： 其中， 为单位张量， α 为重构张量与观测数据的比例系数， 为采样矩阵。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115511004 A 26.根据权利要求5所述的五维地震资料低秩约束重建方法， 其特征在于， 在第k+1从迭 代过程中， 分解矩阵 为： 分解矩阵 为 其中， 为 的共轭转置， 是4维地震数据。 7.根据权利要求1所述的五维地震资料低秩约束重建方法， 其特征在于， 步骤S5中， 采 用迭代优化方法进行地震数据插值， 当迭代次数小于300， 数据重建的相对误差小于10‑4时 迭代过程终止 。 8.一种五 维地震资料低秩约束重建系统， 其特 征在于， 包括： 转化模块， 将地震资料重建问题转 化为低秩约束优化问题， 构建地震资料重建模型； 数据模块， 读取原始五维地震资料， 将存在缺失道的五维地震资料按不同频率进行划 分， 构造4维地震数据 初始模块， 将数据模块得到的4维地震数据 输入转化模块构建的地震资料重建模 型中， 设定 正则化参数u和分解 所得张量秩秩R1，…， RN， 初始化地震资料重建模型的参 数， 得 到初始分解矩阵Y0和初始低秩重建数据张量 计算模块， 对初始模块得到初始分解矩阵Y0和初始低秩重建数据张量 进行迭代， 利 用sketch方法和 块坐标下降法计算第k次迭代前一步所得低秩重建数据张量 经过TR分 解所得若干分量 的分解矩阵 分解矩阵 经张量重建 求得下一 步的低秩重建数据张量 重建模块， 将计算模块满足迭代停止条件后得到的 作为真实数据 的低秩重建结 果， 将所有的频率成分组合恢复为原 始的数据格式， 实现成五 维地震资料重建。 9.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述一个或多个程 序包括指令， 所述指令当由计算设备执行时， 使得所述计算设备执行根据权利要求1至7所 述的方法中的任一方法。 10.一种计算设备， 其特 征在于， 包括： 一个或多个处理器、 存储器及一个或多个程序， 其中一个或多个程序存储在所述存储 器中并被配置为所述一个或多个处理器执行， 所述一个 或多个程序包括用于执行根据权利 要求1至7 所述的方法中的任一方法的指令 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115511004 A 3