Adaptive Signal Decomposition and Filtering Using Binomial Filters Applied to the Ground-Roll Attenuation

Abstract

ABSTRACT. The ground-roll is a type of noise normally present in land seismic data. It strongly harms the signal-to-noise ratio, and interferes in several stages of the seismic data processing, strongly affecting the final quality of the obtained seismic images. For the attenuation of the ground-roll we propose an adaptive filtering method that uses binomials filters obtained from the convolution of pairs of dipoles (1, c) and (c, −1). The coefficient c corresponds to the first coefficient of the prediction error operator, obtained through the Burg algorithm. This filtering method allows for the decomposition of signals in frequency bands, from the lowest frequency band to the highest band. The method is applied in adaptive form, in sliding windows of time, adapting themselves to the variations in the frequency content of the data. Its implementation and use in seismic data processing is relatively simple and computationally efficient.Keywords: seismic noise, signal-to-noise ratio, adaptive filters, Burg algorithm, seismic signal decomposition. RESUMO.O ground-rollé um tipo de ruído normalmente presente nos dados sísmicos terrestres. Ele prejudica muito a razão sinal-ruído e interfere em vários estágios do processamento de dados sísmicos, afetando fortemente a qualidade final das imagens sísmicas obtidas. Para atenuação desse ruído, propomos um método de filtragem adaptativa que utiliza filtros binomiais construídos a partir da convolução de pares de dipolos (1, c) e (c, −1). O coeficiente c corresponde ao primeiro coeficiente do operador de erro de predição eé obtido através do algoritmo de Burg. Este método de filtragem adaptativa permite a decomposição de sinais em bandas de frequência, desde a banda de mais baixa frequência até a de mais alta. O métodoé aplicado na forma adaptativa, utilizando janelas deslizantes de tempo, adaptando-seàs variações do conteúdo de frequência dos dados ao longo do registro sísmico. Sua implementação e uso, no processamento de dados sísmicos,é relativamente simples e computacionalmente eficiente.Palavras-chave: ruídos sísmicos, relação sinal-ruído, filtragem adaptativa, algoritmo de Burg, decomposição do sinal sísmico.