通過採樣其它頻率處的噪聲估算一個頻率處的噪聲的製作方法

2023-05-27 21:49:51 1

專利名稱：：通過採樣其它頻率處的噪聲估算一個頻率處的噪聲的製作方法通過採樣其它頻率處的噪聲估算一個頻率處的噪聲0001本申請要求2005年2月16日提交的美國臨時專利申請第60/653427號的權益和2005年2月18日提交的美國臨時專利申請第60/654595號的權、產，
背景技術：
0002包括受控源電磁(CSEM)實驗的電磁探測，是通過傳送一種電磁信號，典型的是一種低頻周期性波形到地表下，並測量電磁響應來進行的。Srnka的美國專利6603313號以及Srnka和Carazzone的美國專利公布2003/0050759號(PCT公布號W003/025803)公開了使用CSEM測量結果勘探石油和燃氣並描繪已知前景的方法。0003圖1示出了執行海洋CSEM勘測時包含的設備的例子，如圖l圖解說明的，天線105的一端附著到拖拽主體110上，所述主體經由海下拖拽線纜115下降到期望的水深度。拖拽主體110不只是拖拽線纜的錨點。它提供了一個容納產生電磁源波必需的電元件的空間，且可能還包含通信系統，定位系統，聲速測量裝置，高度計等在勘測中有用的裝置。一個附著到水面船隻120上的絞盤(未示出)控制拖拽線纜115。0004天線105是電磁場的傳感器，用於CSEM勘測。海洋CSEM勘測一般使用水平電偶極子(HED)，HED是如下這樣製造的。兩根絕緣電線從一個能量發生器的兩個輸出終端延展，能量發生器能夠提供具有所需頻率和波形的電能。每個絕緣線的另外一端連接到一個電級。或者，絕緣材料可以從絕緣線底端被剝除，這樣裸線就變成電極。兩個電級保持分開一個固定的距離。在HED的情況下偶極子軸保持水平的狀態。在海洋應用中，水、海底、和可能水上的空氣完成兩個電極間的電流環路。0005天線105產生一個時變的電磁場130，如圖l中例子所示，電磁場130穿透海底125到達地巖層135。時變的電磁場引起時變的電流140在地巖層135中流動。時變電流140通過地巖層135的流動感應另一個電磁場145。傳感器陣列150典型位於海底，其接收、探測和分析電磁場145，並儲存結果數據或將其報告給水面用於分析。所接收到的電磁場145的特性依賴於在某種程度上已知的發射電磁場130的特性，地巖層135的特性、其它地表面下部分、地巖層的特性以及噪聲。通過分析此文中的所接收到的電磁場145有可能判定地巖層135的一些特性。0006如圖2所示，典型的傳感器150包括一個耦合到壓載物210的電子封裝205。電子封裝205包括四個天線215,它們近似對稱圍繞在其外圍。如上文所述，四個天線形成兩個電偶極子。可包括一個或一個以上垂直天線(未示出)，以探測垂直定向的電磁輻射。天線215接收電磁場145，而電子封裝205內的設備探測、分析和記錄關於電磁場145的相位和幅度的數據。當記錄了足夠的數據，或經過某一段時間後，電子封裝205從壓載物210釋放，漂移到水面上，在這裡其被復原。在水面上，數據從電子封裝205中恢復。數據被分析。0007勘測報告由數據組成，這些數據是因為包含一個或一個以上傳感器150的海底區域之上的天線105的一個或一個以上導線(traverse)而採集的。典型的，每一個導線被通稱為"拖鏈"。0008CSEM應用中一個最顯著的噪聲源是大地電磁噪聲155，如圖l中一組箭頭線所示。除此以外，噪聲還有可能源於海底洋流觸發的天線機械震動("亂彈(strum)")或者源於傳感器電子器件的缺陷。
發明內容0009一般說來，在某一方面，本發明的特性在於改進信號S(t)的信噪比的方法，S(t)包括"信號"和噪聲。該方法包括(a)在感興趣頻率(frequency-of-interest)獲得S(t)的測量結果，(b)在預期S(t)的信號部分微弱的一個或一個以上噪聲頻率處獲得S(t)的噪聲測量結果，(c)使用在一個或一個以上噪聲頻率的噪聲測量結果來估算在感興趣頻率的噪聲，(d)從在感興趣頻率的S(t)的測量結果中減去估算的噪聲。0010本發明的實施包含下面一個或一個以上方面。所述方法進一步包含重複(a)、(b)、(c)和(d)。估算在感興趣頻率的噪聲N(T)可包括將w(r)l2最小化。其中，W(r)^",(r)+c2"2(r)+c3"3(r)+…;Ci,c2,c廣.是復係數;n!,n2，ri3…是在噪聲頻率處的噪聲測量結果；Tl和T2定義了S(t)中沒有或只有很少"信號"存在的時段。在一個或一個以上噪聲頻率處獲得S(t)的噪聲測量結果可包括選擇噪聲頻率，以使它們容易模擬在感興趣頻率的噪聲。在一個或一個以上噪聲頻率處獲得S(t)的噪聲測量結果可包括選擇接近感興趣頻率的頻率。在一個或一個以上噪聲頻率處獲得S(t)的噪聲測量結果可包括在預期S(t)的信號部分微弱時獲得S(t)的測量結果。測量結果可包括數據。數據可包括偏移、幅度和相位。估算噪聲包括將噪聲數據分類入存儲倉(bin)，每個存儲倉都與各自的偏移範圍相關聯；將每個存儲倉中的數據轉換到頻域；從每個存儲倉中選擇與感興趣頻率相關聯的數據；從每個存儲倉中選擇一個或一個以上與噪聲頻率相關聯的數據；從已選噪聲頻率數據中為每個存儲倉估算感興趣頻率噪聲；以及逐個存儲倉地從與感興趣頻率相關聯的數據中減去估算的感興趣頻率噪聲。在感興趣頻率獲得S(t)的測量結果可包括在感興趣頻率獲得S(t)的復幅度的測量結果。在一個或一個以上噪聲頻率處獲得S(t)的噪聲測量結果可包括在一個或一個以上噪聲頻率處獲得S(t)的復幅度測量結果。估算噪聲可包括使用在一個或一個以上噪聲頻率獲得的S(t)的復幅度估算感興趣頻率處的噪聲的復幅度。減去估算的噪聲包括從感興趣頻率處獲得的S(t)的復幅度中減去感興趣頻率處的估算噪聲的復幅度。0011需要注意的是S(t沖的時間變量t指的是作為相對於接收器位置的源位置度量的時間。這個時間變量不是當每個存儲倉中的數據被轉換成頻域時被轉換成頻率的時間變量。例如，傅立葉變換的時間變量是圖5的水平軸上代表的時間變量，而S(t)中的時間變量表示頻譜分解後(轉換成頻域)存儲倉中心的時間。0012本方法包括產生CSEM信號，該信號在感興趣頻率有大量能量而在多個低信號頻率有少量能量。本方法還包括發射CSEM信號和接收S(t)信號。本方法還包括為CSEM信號選擇一個頻率。產生CSEM信號可包括產生一個CSEM信號，其中該CSEM信號的能量集中在適合辨別碳氫化合物儲藏的時間頻率。本方法還包括選擇噪聲頻率，以和低信號頻率的子集相一致。本方法還包括選擇噪聲頻率，以避開所發射的CSEM信號的頻率分量。產生CSEM信號可包括產生方波。產生CSEM信號可包括產生三峰波(tripeakwave)。0013一般說來，在另一方面，本發明的特點在於存儲在有形介質中的電腦程式，用於改進信號S(t)的信噪比，其中S(t)包括"信號"和噪聲。程序包括使計算機(a)在感興趣頻率獲得S(t)的測量結果；(b)在預期S(t)的"信號"部分微弱的多個噪聲頻率處獲得S(t)的噪聲測量結果；(c)使用一個或一個以上噪聲頻率處的噪聲測量結果估算在感興趣頻率的噪聲；和(d)從感興趣頻率處S(t)的測量結果中減去估算噪聲的可執行指令。0014一般說來，在另一方面，本發明的特點在於CSEM裝置，其通過在其它頻率採樣S(t)中的噪聲，在一個頻率估算信號S(t)中的噪聲，其中S(t)包括"信號"和噪聲。所述裝置包括一個噪聲估算器和一個噪聲減法器，噪聲估算器通過某一噪聲頻率下S(t)中的測量噪聲來確定S(t)中噪聲的估算值，噪聲減法器從感興趣頻率的S(t)中減去噪聲的估算值。0015本發明的實施包含下面一個或一個以上方面。CSEM裝置還包括一個或一個以上天線；耦合到天線的一個或一個以上模數轉換器，每個模數轉換器產生代表S(t)的數據；和一個數據轉換器，用於將數據從時域變換到頻域。CSEM裝置還包括一個耦合到模數轉換器上的記錄機，其記錄模數轉換器的輸出。CSEM裝置還包括一個耦合到模數轉換器的數據存儲倉，其將模數轉換器的輸出分類到基於偏移的存儲倉中。CSEM裝置還包括耦合到天線上的調節元件。噪聲估算器將S|S(r)-iV(r)|2取最小值，其中Jv(r卜c盧,(r)+c2"2(r)+c3"3(r)+…；c2,c廣'是復係數；rM，n2，n3…是噪聲頻率處的噪聲測量結果；Tl和T2定義了S(t)中沒有或只有很少"信號"存在的時段。噪聲估算器估算在單個天線接收到的噪聲。噪聲估算器估算在兩個或更多個天線接收到的噪聲。0016圖1舉例說明了一個CSEM勘測的工作環境。0017圖2舉例說明了一個CSEM勘測傳感器。0018圖3是CSEM勘測中使用的發射器框圖。0019圖4是接收和處理CSEM數據的裝置的框圖。0020圖5舉例說明了一個理想的方波。0021圖6舉例說明了一個理想的三峰波。0022圖7顯示了一個理想方波頻譜的一部分。0023圖8顯示了一個理想三峰波頻譜的一部分。0024圖9舉例說明了一個實際的高功率方波的片斷。0025圖10是流程圖，描述了在CSEM數據中改進信噪比的技術。0026圖11-15舉例說明了通過實施此處描述的技術帶來的信噪比改進的例子。具體實施方式0027為避免混淆，當單詞"信號"大寫(譯註本文中為帶引號的)的時候，指包含了"信號"和噪聲的信號(譯註原文中未大寫的，本文中不帶引號的)的信號分量。通過發射在其頻譜中有已知帶隙的CSEM電磁信號；接收在線性無噪聲環境中預計具有和發射的CSEM電磁信號同樣的頻譜內容的CSEM電磁信號；使用在已知帶隙中接收的噪聲估算在預期發現"信號"的感興趣頻率處的噪聲；並且在感興趣頻率從接收到的CSEM電磁信號中減去估算噪聲，CSEM系統改進了CSEM數據的信噪比。0028圖3中舉例說明一個產生發射的CSEM電磁信號130的裝置例子，其典型位於託拽主體110上中。它包括一個波形產生器305，用來產生具有需要特性的波形。波形產生器305耦合到CSEM發射器310上，發射器310通過天線105發射所產生的波形並且建立發射的電磁場130。0029在典型的CSEM應用中，選擇波形，以將可用的發射器能量集中到一些己選的時間頻率(temporalfrequency)，這些頻率被選擇成最佳辨別地下的碳氫化合物儲藏。發射器電流使用一種在時間中重複的形式，比如圖5所示的方波或圖6所示的三峰波形。圖6所示三峰波形是2004年5月20日提交的lu禾Qsmka的美國專利申請第60/572694號"LogarithmicSpectrumTransmitterWaveformforControlled-SourceElectromagneticSureying"(用於受控源電磁勘測的對數頻譜發射器波形)中公開的類型。0030由傅立葉分析的理論公知的是，如圖5和圖6所示的非正弦波形等同於正弦波形的和，每個波形都代表一個具體的時間頻率。傅立葉分析之後，每個正弦曲線的幅度代表其頻率對非正弦波形的相對貢獻。最低的這種頻率一般與波形重複的周期相對應。比如，如果圖5所示的對稱的8秒方波被重複，那麼產生的連續波形由頻率(2*N+l)/8Hz組成，其中，N:0，l，2，…,或者1/8，3/8,5/8Hz等等。這些頻率和其中每一個頻率下信號的幅度如圖7所示。下面的表1和表2描述了連續的方波和它的最初幾個頻率分量，其中T是方波的周期(例如，圖5中的8秒)。tableseeoriginaldocumentpage14表2.對稱方波的最初幾個頻率分量0031下面的表3和表4描述了連續的三峰波形和它的最初幾個頻率分量，其中T是三峰波形的周期。這些頻率和其中每一個頻率下信號的幅度在圖8中舉例說明。tableseeoriginaldocumentpage15表4.三峰波的最初幾個頻率分量0032實際高功率的發射器不能夠產生如圖5所示的理想方波或者如圖6所示的理想三峰波。它們產生更複雜的波形，比如如圖9所示的波形，其中正偏移由整流交流電流的正瓣組成，負偏移由整流交流電流的負瓣組成。這種複雜波形的頻率含量不會有如圖7和圖8所示的整齊的頻譜。0033圖4中舉例說明的檢測和處理接收到的CSEM電磁信號145的裝置的例子包括天線215。天線215耦合到用於放大和調節來自天線的信號的放大器和調節器405。調節包括對接收信號的部分或整體進行濾波、衰減或延遲。放大器和調節器405耦合到將模擬信號轉換為數字表示的模數(A/D)轉換器410。A/D轉換器有一個足夠寬的帶寬和動態範圍，以記錄信號以供分析。特別是，對此處所描述的信噪比改進裝置，A/D轉換器有足夠的帶寬以捕獲預期"信號"非常少或者沒有"信號"的頻率，如下面描述的。一個示例性A/D轉換器在31.125Hz運行並提供24位輸出。另一示例性A/D轉換器運行在50Hz。0034如從表4和圖8中所見到的，8秒周期的三峰波形中的許多能量在離散頻率1/8Hz，2/8Hz和4/8Hz。與此相反，A/D轉換器以更細微的時間間隔採樣，比如0.032秒，從而允許A/D轉換器從OHz(直流)到奈隆斯特(Nyquist)截止頻率15.625Hz可靠地捕獲頻率。結果，來自A/D轉換器的數據輸出除了發射的那些外，還包括許多頻率。例如，在8秒周期(T=8)三峰波的情況下，以0.032秒間隔採樣的A/D轉換器的輸出會包括，不只表4所示的感興趣頻率(即1/8,2/8，4/8，7/8，10/8,14/8和20/8Hz)，還有3/8，5/8,6/8等等Hz，其中，在此預期只發現噪聲能量。0035回到圖4,模數轉換器410的輸出是可選地耦合到記錄機415上的，記錄機415記錄供後續處理的數字數據。在有些配置中沒有用到記錄機415。在有些配置中，數據是被實時分析的。0036記錄的數據然後提供給數據存儲倉420。數據存儲倉420提取對應拖鏈的記錄數據的一個時間段並將其分到存儲倉中。每個存儲倉與範圍一般在2秒到128秒之間的時間間隔相關。在移動源的情況下，該時間間隔可與偏移範圍對應，所述範圍一般在50米到600米之間。偏移被定義為有時以時間有時以物理距離來表示的，從天線105到接收存儲數據的傳感器150的有正負的距離。由此，每一個拖鏈都有與其相關聯的一組存儲倉，每一個存儲倉都包括來自該拖鏈的數據的時間段。0037每一個存儲倉中的數據然後被數據轉換器425從時域轉換到頻域。數據轉換器425從隨後分析中使用的一個或一個以上頻率的所有存儲倉中採集結果的復幅度數據(即，幅度和相位)。例如，數據轉換器425會從每個存儲倉採集1/8Hz幅度和相位數據。結果將是比如圖11所示的一個數據集。可以看到，圖11具有兩個在1/16Hz採集的數據的圖表。兩個圖表具有以作為橫軸的儒略日而測量的偏移。在一個圖表中，垂直軸是在1/16Hz的在水平軸上相應偏移處的能量幅度。另一個圖表中，垂直軸是和在1/16Hz的在水平軸上相應偏移處能量的相位相關的。圖11中兩幅圖表所示曲線中每個單獨的點都對應一個單獨存儲倉中的數據。0038數據轉換器425採集的數據被提供給噪聲估算器430。噪聲估算器使用在預期沒有"信號"功率的頻率處採集的噪聲，估算預期有"信號"功率的頻率處的噪聲。比如，使用圖7所示頻譜為例，1/8,3/8和5/8Hz處的噪聲可能是使用1/16,3/16,1/4和1/2Hz處測量的噪聲估算出的。0039在一個示例系統中，"信號"頻率(比如圖7中的1/8Hz)處的噪聲由噪聲頻率(比如圖7中的1/16，3/16,1/4，1/2Hz)處數據的線性組合模擬。即任何信號頻率處的模擬噪聲N和存儲倉時間T可以這樣給出-iv(r)=c,",(r)+c2"2(r)+c3"3(r)+…(i)其中，c,，C2…是復係數，rii,n2…是在所選噪聲頻率處的記錄數據。通過以最小二乘法最小化記錄的信號S(t)和模擬噪聲在當源是非活動的或者距離接收機足夠遠以至於對被記錄"信號"貢獻很小時的那一時段的差值，Ci被確定。換句話說，Ci通過取下式的最小值而被確定,卩(2)其中，{Tl，T2》是很少或沒有"信號"存在的時段，且平方被理解為指的是複數值。時間窗(T1，T2)典型的是使用噪聲N能由ni模擬的良好程度的某個測量而選擇的。在一個示例系統中，時間窗是在感興趣頻率處和噪聲頻率處的信號大體同相，並且"信號"弱時選擇的。0040在選擇噪聲頻率ni時需要注意，弱的但有意發射的頻率不能被無意地認為是噪聲。特別是，圖6所示的三峰波形包括一些一般認為的弱諧波，但是如果它們被包含在噪聲估算過程中，則強得足夠扭曲噪聲估算值。特別是，一個8秒三峰波形在1/8,2/8和4/8Hz處包含很強的"信號"。它包括7/8,10/8,14/8和16/8Hz處的顯而易見的"信號"和其他諧波。強且顯而易見的"信號"在圖8中由實心圓點表示。另外，較弱的諧波(3/8,5/8,9/8,12/8和13/8Hz)可能會被認為太弱以至於不能提供有用的信號，但是如果包含在計算中卻強得足夠破壞噪聲估算值。這種較弱的噪聲級別的"信號"在圖8中由空心點表示。發射器波形及其頻譜的知識可用作噪聲頻率選擇的明確指導。例如，給出圖8所示的8秒三峰波形的發射器頻譜，噪聲估算器430將選擇預期沒有"信號"處的41/16和43/16Hz的頻率，來估算預期有"信號"的21/8Hz處的噪聲。0041本技術可以獨立應用於CSEM傳感器150上不同的天線215記錄的測量結果。替代地，本技術還可以應用於來自不同天線的數據的任意組合。特別是，它可以應用於測量結果的線性組合，該組合意欲提供共線或垂直於發射器天線的電磁場分量。為了更好地解決儀器噪聲，本方法可獨立應用於CSEM傳感器150中的不同記錄通道。記錄通道402包括一個單獨的天線215，一套放大器和調節器405，一個A/D轉換器410和一個記錄機415。替代地，每個天線215可能會被復用於同一個放大器/調節器405，A/D轉換器410和記錄機415。電子封裝205可包括"個或一個以上記錄通道。0042本技術可以應用於同樣的數據不止一次，比如這樣一種情況其可以首先應用於抑制大地電磁噪聲，第二次應用於抑制來自天線亂彈的噪聲。0043本技術可以應用於陸地或海洋CSEM勘測。0044在一個示例系統中，將選擇足夠接近感興趣頻率的噪聲頻率，以有效模擬在感興趣頻率處的噪聲。噪聲頻率的最佳選擇會根據噪聲的其它特性和頻譜內容，因數據集的不同而不同。0045對於本領域技術人員而言顯而易見的是，噪聲估算模型可以從上述所討論的線性模型概括，以包含其他的數學運算符。特別是，巻積或濾波器可以應用到某個時間範圍的數值來估算在單個時間的噪聲。替代地，最小二乘法可被推廣到其他數學優化技術，用於設定係數的時間窗可被推廣到包含兩個或兩個以上時間窗，或者Ci係數可被推廣到包含線性時間趨勢，比如Ci+d,T中那樣。0046回到圖4，一旦噪聲估算器430估算噪聲，噪聲估算值將被提供給噪聲減法器435，它將從信號中減去估算噪聲以產生"信號"的估算值。0047在應用的例子中，在圖10中示例說明的，CSEM系統獲得CSEM數據(方框1005)。如上所討論的，獲得CSEM數據包括接收由發射的CSEM信號引起接收的CSEM信號，其中，發射的CSEM信號有已知波形，所述波形在感興趣頻率有已知量的能量並且在其他頻率沒有或只有很少能量。在線性、無噪聲環境中，所期望的是，接收的CSEM信號有和發射的CSEM信號同樣的頻率內容。實際應用中，接收的CSEM信號包含"信號"和噪聲。接收的CSEM信號以足夠的間隔尺寸(即，採樣速率和動態範圍)被採樣，以捕獲感興趣頻率和期望很少或沒有"信號"的頻率。0048CSEM系統然後選擇至少一個信號頻率(方框1010)。信號頻率是從發射波形的感興趣頻率中選擇的。大多數情況下，將選擇比所有感興趣頻率少的頻率。0049CSEM系統然後識別一個或一個以上噪聲頻率(方框1015)。噪聲頻率是從發射波形中有很少或沒有能量發射的頻率中選擇的。大多數情況下，將選擇比在發射波形中有很少或沒有能量的所有頻率少的頻率。0050CSEM系統在偏移處測量在己選噪聲頻率(一個或多個)的能量，在該偏移處，感興趣頻率處的噪聲可以從噪聲頻率處的噪聲容易地估算，比如噪聲頻率處的噪聲相位可能接近感興趣頻率處的噪聲相位。CSEM系統使用這些測量結果來估算在已選信號頻率的噪聲能量(方框1020)。例如，可以使用上述的估算技術。0051CSEM系統然後從在感興趣頻率測量的信號中減去估算噪聲(方框1025)，以獲得在感興趣頻率的"信號"的估算值。在一個示例系統中，減法是基於逐個存儲倉來執行的。0052說明上面描述的所述技術的操作的例子在圖11-15中示出。在例子中，發射一個具有圖6所示的三峰波形的T=8的實際信號。原始CSEM數據在圖11中示出。如上面提到的，圖11包含兩個圖表一個圖表反映CSEM數據的幅度(圖11A)，一個圖表反映CSEM數據的相位(圖11B)。兩個圖表的水平軸是以時間測量的偏移，具體是以儒略日測量的。儒略日的範圍從約184.4到約185.3，這就是採集數據的時間。在其它的分析中，偏移可能是以距離測量的。0053圖11A中的幅度圖表的垂直軸是在0.0625Hz測量的以伏特每米表示的採集數據的幅度，這個頻率是這個示例中發射波形中的感興趣頻率之一。垂直軸使用對數刻度，範圍從約10'6到約10—12V/m。在理想的無噪聲環境下，數據將遵循一平滑曲線。在圖11A中可以看到，數據包括合適數量的噪聲，特別在184.8天以下和在185.1天以上。0054圖11B中的相位圖表的垂直軸是採集數據的相位的餘弦。在理想無噪聲環境下，數據從-1到1平滑分布。從圖UB中可以看出，數據包含合適數量的噪聲，特別在184.8天以下和在185.1天以上。0055圖12顯示了在偏移範圍上的在感興趣頻率之一0.0625Hz測量的信號相位和在預期很少或沒有"信號"的頻率中的三個0.03125Hz(圖12A)，0.09375Hz(圖12B)和0.15625Hz(圖12C)測量的信號相位之間的差。0056選取其中相位差小的的偏移範圍，這意味著從預期很少或沒有"信號"的頻率處的噪聲應該很容易模擬感興趣頻率處的噪聲。在圖11-15所示的示例中，選取184.5-184.6範圍中的數據來估算噪聲。0057圖13顯示了噪聲抑制之後的CSEM信號。將圖11和圖13對比，可以看出噪聲水平在幅度圖(圖13A)和相位圖(圖13B)中都有下降。圖14和圖15中舉例說明了噪聲的降低，這些圖結合了噪聲抑制前的信號圖和噪聲抑制後的信號圖。在圖14中，線1405所標示的，184.65儒略日以下的數據是原始數據。184.65儒略日以上的數據是應用了噪聲抑制技術後的數據。在圖14A中，噪聲的降低明顯來自於平均幅度的降低。圖14B示出了對應的相位數據。0058在圖15中，線1505所標示的185.15儒略日以上的數據是原始數據。185.15儒略日以下的數據是應用了噪聲抑制技術後的數據。同樣，在圖15A中，噪聲的降低明顯來自於平均幅度的降低。圖15B示出了對應的相位數據。0059雖然本發明針對示例實施例進行了描述，但是本領域技術人員將知道，可以進行各種形式上的改動，而不偏離所附權利要求所限定的要求保護的發明的實質和範圍。例如，本領域技術人員認識到可以使用除了方程1和2之外的不同技術模擬噪聲。再例如，本領域技術人員認識到轉換器105可以用磁偶極子替代，天線215可以用磁天線替代，或者轉換器105和天線215都可以被磁裝置替代。所有這些變動都被認為處於權利要求的範圍內。權利要求1.一種改進信號S(t)的信噪比的方法，S(t)包括「信號」和噪聲，所述方法包括(a)在感興趣頻率處獲得S(t)的測量結果；(b)在預期S(t)的信號部分微弱的一個或一個以上噪聲頻率處獲得S(t)的噪聲測量結果；(c)使用在所述一個或一個以上噪聲頻率處的噪聲測量結果估算所述感興趣頻率處的噪聲；以及(d)從所述感興趣頻率處的S(t)的測量結果中減去估算的噪聲。2.如權利要求1所述的方法，還包括重複(a),(b)，(c)和(d)。3.如權利要求1所述的方法，其中估算所述感興趣頻率處的噪聲N(T)，包括將Z|s(r)-w(r)|2取最小值，其中iv(r)-c,",(r)+c2"2(r)+c3"3(r)+…；和其中％c2,C3…是復係數；iM,ri2,n3…是所述噪聲頻率處的噪聲的測量結果；且Tl和T2定義了S(t)中沒有或有很少"信號"存在的時段。4.如權利要求1所述的方法，其中在所述一個或一個以上噪聲頻率處獲得S(t)的測量結果包括選擇所述噪聲頻率，使其容易模擬在所述感興趣頻率處的噪聲。5.如權利要求l所述的方法，其中在所述一個或一個以上噪聲頻率處獲得S(t)的噪聲測量結果包括選擇接近所述感興趣頻率的所述噪聲頻率。6.如權利要求1所述的方法，其中在所述一個或一個以上噪聲頻率處獲得S(t)的噪聲測量結果包括在預期S(t)的"信號"部分微弱時獲得S(t)的測量結果。7.如權利要求1所述的方法，其中所述測量結果包括數據，所述數據包括偏移、幅度和相位，並且估算所述噪聲包括將所述數據分類到存儲倉中，每個存儲倉都與各自的偏移範圍相關；將每個存儲倉中的所述數據轉換到頻域；從每個存儲倉中選擇與所述感興趣頻率相關的數據；從每個存儲倉中選擇與所述一個或一個以上噪聲頻率相關的數據；豐艮據已選擇的噪聲頻率數據為每個存儲倉估算感興趣頻率噪聲；和逐個存儲倉地從和所述感興趣頻率相關的數據中減去估算的感興趣頻率噪聲。8.如權利要求l所述的方法，其中在所述感興趣頻率獲得S(t)的測量結果包括在所述感興趣頻率獲得S(t)復幅度的測量結果；在所述一個或一個以上噪聲頻率獲得S(t)的噪聲測量結果包括在多個噪聲頻率獲得S(t)復幅度的測量結果；估算所述噪聲包括使用在所述一個或一個以上噪聲頻率獲得的S(t)的復幅度，估算在所述感興趣頻率的所述噪聲的復幅度；以及減去估算的噪聲包括從在所述感興趣頻率獲得的S(t)的復幅度中減去在所述感興趣頻率的估算噪聲的復幅度。9.如權利要求l所述的方法，還包括產生在所述感興趣頻率有大量能量，在多個低信號頻率有少量能量的一個受控源電磁信號；發射所述受控源電磁信號；和接收所述S(t)信號。10.如權利要求9所述的方法，還包括為所述受控源電磁信號選擇一個頻率。11.如權利要求9所述的方法，其中產生所述受控源電磁信號包括產生一個受控源電磁信號，其中該受控源電磁信號的能量被集中到適合辨別碳氫化合物的儲藏域的時間頻率中。12.如權利要求9所述的方法，還包括選擇所述噪聲頻率，以和所述低信號頻率的一個子集相一致。13.如權利要求9所述的方法，還包括-選擇所述噪聲頻率，以避開所發射的受控源電磁信號的頻率分量。14.如權利要求9所述的方法，其中產生一個受控源電磁信號包括產生一個方波。15.如權利要求9所述的方法，其中產生一個受控源電磁信號包括-產生一個三峰波。16.—種存儲在有形介質中的電腦程式，用來改進信號S(t)的信噪比，S(t)包括"信號"和噪聲，所述程序包括使計算機進行如下操作的可執行指令(a)在感興趣頻率獲得S(t)的測量結果；(b)在預期S(t)的"信號"部分微弱的一個或一個以上噪聲頻率獲得S(t)的噪聲測量結果；(c)使用在所述一個或一個以上噪聲頻率的噪聲測量結果估算在所述感興趣頻率的噪聲；和(d)從在所述感興趣頻率的S(t)的測量結果中減去估算噪聲。17.如權利要求16所述的電腦程式，其中所述程序還包括可執行指令，其使所述計算機重複(a),(b)，(c)和(d)。18.如權利要求16所述的電腦程式，其中，當在所述感興趣頻率估算噪聲N(T)時，所述計算機將Z|s(r)-w(r)|2取最小值，其中JV(r)^",(r)+c2"2(r)+c3"3(r)+…；禾口其中Cl，C2，C3…是復係數；m，n2，！13…是所述噪聲頻率處的噪聲測量結果；且Tl和T2定義了S(t)中沒有或有很少"信號"存在的時段。19.如權利要求16所述的電腦程式，其中，當在所述一個或一個以上噪聲頻率獲得S(t)的噪聲測量結果時，所述計算機選擇所述噪聲頻率，以使它們容易模擬在所述感興趣頻率的噪聲。20.如權利要求16所述的電腦程式，其中，當在所述一個或一個以上噪聲頻率獲得S(t)的噪聲測量結果時，所述計算機選擇接近所述感興趣頻率的噪聲頻率。21.如權利要求16所述的電腦程式，其中，當在所述一個或一個以上噪聲頻率獲得S(t)的噪聲測量結果時，所述計算機在預期S(t)的"信號"部分微弱時獲得S(t)的測量結果。22.如權利要求16所述的電腦程式，其中，所述測量結果包括數據，戶/f述數據包括偏移、幅度和相位，並且在估算噪聲時，所述計算機-將所述數據分類到存儲倉中，每個存儲倉都與各自的偏移範圍相關；將每個存儲倉中的所述數據轉換到頻域；從每個存儲倉中選擇與所述感興趣頻率相關的數據；從每個存儲倉中選擇與所述一個或一個以上噪聲頻率相關的數據；從已選擇的噪聲頻率數據為每個存儲倉估算感興趣頻率噪聲；並且逐個存儲倉地從和所述感興趣頻率相關的數據中減去估算的感興趣頻率噪聲。23.如權利要求16所述的電腦程式，其中當在所述感興趣頻率獲得S(t)的測量結果時，所述計算機在所述感興趣頻率獲得S(t)的復幅度的測量結果；當在所述一個或一個以上噪聲頻率獲得S(t)的噪聲測量結果時，所述計算機在所述一個或一個以上噪聲頻率獲得S(t)的復幅度的測量結果；當估算噪聲時，所述計算機使用在所述一個或一個以上噪聲頻率獲得的S(t)的復幅度，估算在所述感興趣頻率的噪聲的復幅度；並且當減去估算的噪聲時，所述計算機從在所述感興趣頻率獲得的S(t)的復幅度中減去在所述感興趣頻率的估算噪聲的復幅度。24.如權利要求16所述的電腦程式，所述程序還包括可執行指令，其使所述計算機產生在所述感興趣頻率有大量能量，在多個低信號頻率有少量能量的一個受控源電磁信號；發送所述受控源電磁信號；並且接收信號S(t)。25.如權利要求24所述的電腦程式，所述程序還包括可執行指令，其使所述計算機為所述受控源電磁信號選擇一個頻率。26.如權利要求24所述的電腦程式，其中，當產生一個受控源電磁信號時，所述計算機產生一個受控源電磁信號，其中該受控源電磁信號的能量集中到適合辨別碳氫化合物的儲藏域的時間頻率。27.如權利要求24所述的電腦程式，所述程序還包括可執行指令，其使所述計算機選擇所述噪聲頻率，以和所述低信號頻率的一個子集相一致。28.如權利要求24所述的電腦程式，所述程序還包括可執行指令，其使所述計算機選擇所述噪聲頻率，以避開發射的受控源電磁信號的頻率分量。29.如權利要求24所述的電腦程式，所述程序還包括可執行指令，其使所述計算機產生方波。30.如權利要求24所述的電腦程式，所述程序還包括可執行指令，其使所述計算機-產生三峰波。31.—種受控源電磁裝置，其通過在其他頻率採樣S(t)中的噪聲，在一個頻率估算包括"信號"和噪聲的信號S(t)中的噪聲，所述裝置包括-噪聲估算器，其使用在確定噪聲頻率的S(t)中的測量噪聲來決定在感興趣頻率的S(t)中噪聲的估算值；和噪聲減法器，其從在所述感興趣頻率的S(t)中減去噪聲的所述估算值。32.如權利要求31所述的受控源電磁裝置，還包括-一個或一個以上的天線；一個或一個以上耦合到所述天線的模數轉換器，每個模數轉換器產生代表S(t)的數據；禾口一個數據轉換器，其將數據從時域變換到頻域。33.如權利要求32所述的受控源電磁裝置，還包括耦合到所述模數轉換器的記錄機，其記錄所述模數轉換器的輸出。34.如權利要其32所述的受控源電磁裝置，還包括耦合到所述模數轉換器的存儲倉，以基於偏移將其輸出分類到存儲倉中。35.如權利要求32所述的受控源電磁裝置，還包括耦合到所述天線的調節元件。36.如權利要求31所述的受控源電磁裝置，其中所述噪聲估算器將X^(r)-w(r)|2取最小值，其中A^r)"^(r)+c2"2(r)+c3"3(r)+…；7艦}Clc2,C3…是復係數；n,，n2,n3…是噪聲頻率處的噪聲測量結果；且Tl和T2定義了S(t)中沒有或有很少"信號"存在的時段。37.如權利要求31所述的受控源電磁裝置，其中所述噪聲估算器估算在單個天線上接收到的噪聲。38.如權利要求31所述的受控源電磁裝置，其中所述噪聲估算器估算在兩個或兩個以上天線上接收到的噪聲。全文摘要本發明公開了一種改進信號S(t)的信噪比的方法、裝置和電腦程式。所述S(t)包括「信號」和噪聲。在感興趣頻率獲得S(t)的測量結果。在預期S(t)的「信號」部分微弱的一個或一個以上噪聲頻率獲得S(t)的噪聲測量結果。使用在一個或一個以上噪聲頻率的噪聲測量結果估算在感興趣頻率的噪聲。從在感興趣頻率的S(t)測量結果中減去估算出的噪聲。文檔編號G06F19/00GK101107608SQ200680002617公開日2008年1月16日申請日期2006年1月17日優先權日2005年2月16日發明者D·維倫,呂新友申請人:埃克森美孚上遊研究公司