发明创造名称：一种地震波初至拾取的方法
外观设计名称：
决定号：197239
决定日：2019-12-11
委内编号：1F272175
优先权日：
申请（专利）号：201410735186.5
申请日：2014-12-08
复审请求人：广东石油化工学院
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：邓晓蓓
合议组组长：肖霞
参审员：李佳
国际分类号：G01V1/30;G01V1/36;G01V1/28;G06F19/00
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求相对于最接近的现有技术存在区别技术特征，该区别技术特征在该最接近的现有技术的其它部分给出了技术启示，而且在该最接近的现有技术的基础上，结合该其它部分获得该权利要求请求保护的技术方案对于本领域技术人员而言是显而易见的，则该权利要求不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201410735186.5，发明名称为“一种地震波初至拾取的方法”的发明专利申请（下称本申请）。申请人原为翟明岳，后变更为广东石油化工学院。本申请的申请日为2014年12月08日，公开日为2015年03月25日。
经实质审查，国家知识产权局原专利实质审查部门于2018年10月22日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
驳回决定所引用的对比文件为：
对比文件1：“基于互信息量的地震信号检测和初至提取方法”，李辉 等，《地球物理学报》，第50卷第4期，第1190-1197页，公开日为2007年07月15日。
驳回决定所依据的文本为：2018年07月13日提交的权利要求第1项，申请日2014年12月08日提交的说明书第1-5页、说明书摘要、摘要附图、说明书附图第1-5页。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种地震波初至拾取的方法，其特征在于，该地震波初至拾取方法包括：
步骤一、根据地震剖面选取直达波，作为参考地震子波；
步骤二、参考地震子波与地震数据进行互信息量的计算；参考地震子波与地震数据进行互信息量计算的具体过程如下：
地震剖面中待处理的每一道地震记录作为一个时间序列，简称为处理序列，参考地震子波作为另外一个时间序列，简称为参考序列；
定义参考序列为x(n)，处理序列为y(n)，n＝0，1，......L-1，把序列x的值域平均等分为M个区间，M任意确定，统计落入每个小区间内的样本点数，计算序列x(n)的概率分布p(x)；
按照步骤一的方法计算序列y(n)的概率分布p(y)；
将序列x(n)和序列y(n)张成二维空间，这样序列x(n)和y(n)在此张成的二维空间等分为M2个小区间，统计落入小区间的样本数，利用样本点数，计算p(x，y)；
根据公式计算信源熵H(X)和H(Y)，利用公式计算联合熵H(XY)；
根据所求的H(X)，H(Y)和H(XY)，利用公式I(X；Y)＝H(X) H(Y)-H(XY)计算互信息量；
步骤三、在整个时间轴上搜索互信息量极大值，此极大值所对应的时间即为所求的此道地震波初至。”
驳回决定具体指出：1、权利要求1与对比文件1的区别技术特征在于：根据公式 计算信源熵H(X)和H(Y)，利用公式
计算联合熵H(XY)；根据所求的H(X)，H(Y)和H(XY)，利用公式I(X；Y)＝H(X) H(Y)-H(XY)计算互信息量。针对上述区别技术特征，其实际解决的技术问题是如何计算互信息量。对比文件1的第2节的实施例中公开了信息论将信源作为一个概率模型来研究，假设信源X可产生r种不同的符号，符号集为{ai}，每种符号出现的概率集为{p(ai)}，则可定义该信源X的信息熵为，信息熵H(X)是信源X包含信息的平均度量，它是所有符号自信息量I(ai)=-lgp(ai)的概率平均（相当于根据公式 计算信源熵H(X)和H(Y)）。根据上述信息熵的定义可进一步定义平均交互信息量(简称为互信息量)。对于一个信道{X,P(Y|X),Y}，X为该信道的信源，X产生的信息符号经过传输信道P(Y|X)后，在信道输出端得到的符号为Y，则可定义平均交互信息量为，其中H(X)为接收方对信源X的不确定度，H(X|Y)为接收到Y后，对信源X仍存在的不确定度，它定义为，其中bj为信道输出Y中的s种不同符号（相当于利用公式 计算联合熵H(XY)）。根据信息熵和平均交互信息量的定义，还可以给出如下的一些等式关系：，式(5)表明，当信道一端出现随机变量X，另一端出现随机变量Y时，X和Y之间的平均交互信息量I(X;Y)等于信道两端出现X和Y之前(即通信前)整个系统的先验不确定度{H(X) H(Y)}与信道两端出现X和Y之后(即通信后)整个系统的后验不确定度H(XY)之差，也即通信前、后整个系统的不确定性的消除量（相当于根据所求的H(X)，H(Y)和H(XY)，利用公式I(X；Y)＝H(X) H(Y)-H(XY)计算互信息量）。即对比文件1第2节的实施例公开了利用信息熵来计算平均交互信息量，即对比文件1第2节的实施例给出了将上述区别技术特征用于对比文件1第4节的实施例的技术方案，以解决其技术问题的启示，这种启示会使本领域技术人员在面对所述技术问题时，有动机对对比文件1第4节的实施例的技术方案进行改进，将对比文件1第2节的实施例的技术内容结合到对比文件1第4节的实施例中来得到权利要求1的技术方案。因此，权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年01月18日向国家知识产权局提出复审请求，并于2019年03月04日提交了复审请求书正文，未修改申请文件。复审请求人认为本申请具备创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年03月22日依法受理了该复审请求，并将其转送至原专利实质审查部门进行前置审查。 原专利实质审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。 随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年09月09日向复审请求人发出复审通知书，指出：1、权利要求1请求保护一种地震波初至拾取的方法，对比文件1公开了基于互信息量的地震信号检测和初至提取方法（即一种地震波初至拾取的方法），权利要求1与对比文件1公开的内容相比，其区别技术特征为：根据公式 计算信源熵H(X)和H(Y)，利用公式
计算联合熵H(XY)；根据所求的H(X)，H(Y)和H(XY)，利用公式I(X；Y)＝H(X) H(Y)-H(XY)计算互信息量。针对上述区别技术特征，其实际解决的技术问题是如何计算互信息量以使得结果精度提高。对比文件1的第2节的信息熵与互信息量中公开了信息论将信源作为一个概率模型来研究，假设信源X可产生r种不同的符号，符号集为{ai}，每种符号出现的概率集为{p(ai)}，则可定义该信源X的信息熵为 信息熵H(X)是信源X包含信息的平均度量，它是所有符号自信息量I(ai)=-lgp(ai)的概率平均（相当于根据公式 计算信源熵H(X)和H(Y)）。根据上述信息熵的定义可进一步定义平均交互信息量(简称为互信息量)。对于一个信道{X,P(Y|X),Y}，X为该信道的信源，X产生的信息符号经过传输信道P(Y|X)后，在信道输出端得到的符号为Y，则可定义平均交互信息量为 其中H(X)为接收方对信源X的不确定度，H(X|Y)为接收到Y后，对信源X仍存在的不确定度，它定义为其中bj为信道输出Y中的s种不同符号（相当于利用公式 计算联合熵H(XY)）。根据信息熵和平均交互信息量的定义，还可以给出如下的一些等式关系： ，式(5)表明，当信道一端出现随机变量X，另一端出现随机变量Y时，X和Y之间的平均交互信息量I(X；Y)等于信道两端出现X和Y之前(即通信前)整个系统的先验不确定度{H(X) H(Y)}与信道两端出现X和Y之后(即通信后)整个系统的后验不确定度H(XY)之差，也即通信前、后整个系统的不确定性的消除量（相当于根据所求的H(X)，H(Y)和H(XY)，利用公式I(X；Y)＝H(X) H(Y)-H(XY)计算互信息量）。即对比文件1第2节关于信息熵和互信息量原理部分公开了利用信息熵来计算平均交互信息量，即对比文件1第2节给出了将上述区别技术特征用于对比文件1第4节的技术方案，以解决其技术问题的启示，这种启示会使本领域技术人员在面对所述技术问题时，有动机对对比文件1第4节的技术方案进行改进，将对比文件1第2节的技术内容结合到对比文件1第4节中来得到权利要求1的技术方案。 因此，权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。2、针对复审请求人的陈述意见进行了答复。
复审请求人于2019年10月24日提交了意见陈述书，未提交修改替换页。
复审请求人认为本申请具备创造性：对比文件1没有公开权利要求1中的“步骤二、……”等技术特征。权利要求1中是通过计算处理序列和参考序列所构建的二维区间内的样本点数的各种概率分布，计算得到各信源熵和联合熵，以得到互信息量的最大值即为所求地震波的初至。对比文件1是通过多种方法对地震初至进行估计，二者采用的得到地震波初至的方法不同，目的不同，权利要求1是对对比文件1的进一步改进，对比文件1中是通过先截取与时间窗口长度相同的地震波，再通过滑动时间窗口进行移动，来得到最佳重合时的峰值，以将所得到的峰值作为地震波的初至，权利要求1是通过计算两种地震波时间序列中采样点的概率分布，进一步得到地震波的初至。虽然对比文件1中公开了信息熵和联合熵的计算原理，但是在计算过程中采用的参数和本申请采用的参数并不相同，即使二者存在相似性，但是计算过程中采用的参数却完全不同，二者属于完全不同的技术方案，本申请和对比文件1所得到的互信息量也是完全不同的。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。 二、决定的理由
（一）审查文本的认定 复审请求人在复审阶段未提交修改替换页，本复审请求审查决定所针对的文本为：2018年07月13日提交的权利要求第1项，申请日2014年12月08日提交的说明书第1-5页、说明书摘要、摘要附图、说明书附图第1-5页。
（二）关于专利法第22条第3款 专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。 如果一项权利要求相对于最接近的现有技术存在区别技术特征，该区别技术特征在该最接近的现有技术的其它部分给出了技术启示，而且在该最接近的现有技术的基础上，结合该其它部分获得该权利要求请求保护的技术方案对于本领域技术人员而言是显而易见的，则该权利要求不具备创造性。
1、权利要求1请求保护一种地震波初至拾取的方法，对比文件1公开了基于互信息量的地震信号检测和初至提取方法（即一种地震波初至拾取的方法），并具体公开了以下技术特征（参见第1节）：一种利用互信息量检测地震信号并进行初至提取的方法，给出了该方法的基本原理和具体算法。首先在接近震源的地震道记录中截取地震信号的波形（相当于步骤一，根据地震剖面选取直达波，作为参考地震子波），然后计算这部分波形与其他道上不同延迟滑动窗口中波形之间的互信息量（相当于步骤二中参考地震子波与地震数据进行互信息量的计算），对比文件1第4节的实施例公开了本方法的主要计算过程是求解两个地震道上相应处理窗口中的互信息量I(X；Yd)，该非线性统计量可参考文献[10]中的算法计算；(1)从A道中截取长度为L的地震波形信号{X(n)}n=0,1,…,L-1（相当于参考地震子波作为另外一个时间序列，简称为参考序列）；(2)对于待测地震道B（相当于地震剖面中待处理的每一道地震记录作为一个时间序列，简称为处理序列），用长度为L的滑动窗口{Y(n d)}n=0,1,…,L-1，根据先验信息在时间移位dε[0,Dmax]上做滑动，计算互信息量I(X；Yd)：(a)将{X(n)}n=0,1,…,L-1和{Y(n d)}n=0,1,…,L-1对应的区间等分为M个小区间，统计落入各个小区间的样本数，计算概率分布PX和PYd（相当于定义参考序列为x(n)，处理序列为y(n)，n＝0，1，......L-1，把序列x的值域平均等分为M个区间，M任意确定，统计落入每个小区间内的样本点数，计算序列x(n)的概率分布p(x)；计算序列y(n)的概率分布p(y)）；(b)将{X(n),Y(n d)} n=0,1,…,L-1张成二维空间，然后等分为M2个小区间，统计落入这些小区间的样本数，可计算联合离散概率分布PXYd（相当于将序列x(n)和序列y(n)张成二维空间，这样序列x(n)和y(n)在此张成的二维空间等分为M2个小区间，统计落入小区间的样本数，利用样本点数，计算p(x，y)）；(c)计算互信息量I(X；Yd)为
其中i，j和(i,j)分别为相应区间的标号；(3)对于I(d),d =0,1,…,Dmax，将I(d)大于某一阈值的情况作为检测到待测地震信号的标志，并寻找其附近I(d)开始增大的突变点作为地震波的初至。在信噪比较低时，由于噪声的干扰会导致突变点难以提取，此时也可以提取互信息量的最大值位置作为初至走时的估计。根据互信息量的变化情况来检测地震信号。在地震波初至到达后，地震道时间序列是随机噪声与地震波的复合，截取波形与待测波形间的互信息量会随着滑动窗口的移动逐渐增加，达到某一峰值（相当于步骤三在整个时间轴上搜索互信息量极大值，此极大值所对应的时间即为所求的此道地震波初至）。
权利要求1与对比文件1公开的内容相比，其区别技术特征为：根据公式 计算信源熵H(X)和H(Y)，利用公式
计算联合熵H(XY)；根据所求的H(X)，H(Y)和H(XY)，利用公式I(X；Y)＝H(X) H(Y)-H(XY)计算互信息量。针对上述区别技术特征，其实际解决的技术问题是如何计算互信息量以使得结果精度提高。对比文件1的第2节的信息熵与互信息量中公开了信息论将信源作为一个概率模型来研究，假设信源X可产生r种不同的符号，符号集为{ai}，每种符号出现的概率集为{p(ai)}，则可定义该信源X的信息熵为 信息熵H(X)是信源X包含信息的平均度量，它是所有符号自信息量I(ai)=-lgp(ai)的概率平均（相当于根据公式 计算信源熵H(X)和H(Y)）。根据上述信息熵的定义可进一步定义平均交互信息量(简称为互信息量)。对于一个信道{X,P(Y|X),Y}，X为该信道的信源，X产生的信息符号经过传输信道P(Y|X)后，在信道输出端得到的符号为Y，则可定义平均交互信息量为 其中H(X)为接收方对信源X的不确定度，H(X|Y)为接收到Y后，对信源X仍存在的不确定度，它定义为 其中bj为信道输出Y中的s种不同符号（相当于利用公式 计算联合熵H(XY)）。根据信息熵和平均交互信息量的定义，还可以给出如下的一些等式关系： ，式(5)表明，当信道一端出现随机变量X，另一端出现随机变量Y时，X和Y之间的平均交互信息量I(X；Y)等于信道两端出现X和Y之前(即通信前)整个系统的先验不确定度{H(X) H(Y)}与信道两端出现X和Y之后(即通信后)整个系统的后验不确定度H(XY)之差，也即通信前、后整个系统的不确定性的消除量（相当于根据所求的H(X)，H(Y)和H(XY)，利用公式I(X；Y)＝H(X) H(Y)-H(XY)计算互信息量）。即对比文件1第2节关于信息熵和互信息量原理部分公开了利用信息熵来计算平均交互信息量，即对比文件1第2节给出了将上述区别技术特征用于对比文件1第4节的技术方案，以解决其技术问题的启示，这种启示会使本领域技术人员在面对所述技术问题时，有动机对对比文件1第4节的技术方案进行改进，将对比文件1第2节的技术内容结合到对比文件1第4节中来得到权利要求1的技术方案。
因此，在对比文件1第4节的基础上结合对比文件1第2节的内容得到权利要求1请求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的，权利要求1不具有突出的实质性特点，不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
（三）关于复审请求人的意见陈述
对于复审请求人的陈述意见，合议组认为：对比文件1公开了求解两个地震道上相应处理窗口中的互信息量，从A道中截取长度为L的地震波形信号{X(n)}n=0,1,…,L-1（相当于参考地震子波作为另外一个时间序列，简称为参考序列）；对于待测地震道B（相当于地震剖面中待处理的每一道地震记录作为一个时间序列，简称为处理序列），用长度为L的滑动窗口{Y(n d)}n=0,1,…,L-1，根据先验信息在时间移位dε[0,Dmax]上做滑动，计算互信息量I(X；Yd)：(a)将{X(n)}n=0,1,…,L-1和{Y(n d)}n=0,1,…,L-1对应的区间等分为M个小区间，统计落入各个小区间的样本数，计算概率分布PX和PYd(b)将{X(n),Y(n d)} n=0,1,…,L-1张成二维空间，然后等分为M2个小区间，统计落入这些小区间的样本数，可计算联合离散概率分布PXYd（相当于将序列x(n)和序列y(n)张成二维空间，这样序列x(n)和y(n)在此张成的二维空间等分为M2个小区间，统计落入小区间的样本数，利用样本点数，计算p(x，y)）。也就是说，对比文件1已经公开关于处理序列、参考序列、张成二维空间的技术特征，只是对名称稍有变化，至于其余区别技术特征，已在决定理由中进行评述。由于本申请的权利要求1、说明书的发明内容和具体实施方式的撰写实质上相同，在具体实施方式中并未对公式的定义、解释和推导过程进行详细的说明，也没有具体解释各个字母所表示的含义以及最终运算结果的含义，复审请求人虽然在意见陈述书中解释了本申请中xi为参考序列，yj为处理序列；H（XY）为联合熵，但是并没有解释联合熵和互信息量的物理含义。而在对比文件1和公知常识性证据中，信源熵H(X)作为X所对应的随机场的不确定性度量，代表了x所包含的信息量，联合熵（条件熵）表示获得变量Y时X的不肯定性度量；并可知小于X的不肯定性度量；即Y中包含了X的某些信息，互信息量I(X，Y)表示空间各子单元的独立性（参见公知常识性证据：①“川西中部地震活动趋势的熵估计”，程万正 等，《地震》，1990年第6期，第48-55页，1990.06.30；②“地震活动涨落、自组织结构和大震临界状态的统计特征”，罗灼礼 等，《地震》，第24卷第6期，第1-15页，2004.11.26）。因此，根据目前权利要求书和说明书的记载的公式和初至拾取的方法步骤（例如计算序列的概率分布和信源熵，计算二维空间中的概率分布以及计算互信息量的步骤），以及对比文件1公开的计算概率集和信息熵，计算二维空间中的联合离散概率分布和互信息量，并且计算公式与权利要求1相同，公知常识性证据也佐证了对比文件1中关于信源熵、联合熵、互信息量的物理含义及计算方法的准确性，本领域技术人员并不能将权利要求1的技术方案与对比文件1的技术内容区分开。另外，权利要求1与对比文件1都是通过计算信源熵（信息熵）、联合熵（不确定度）和互信息量（等式关系5）来实现地震波初至拾取，虽然对比文件1中利用了延迟参数D来确定B道的振动波形，但其只是对如何选取处理序列的限定，仅为考虑的重点与本申请不同而已，而根据上述分析可以得知，对比文件1公开了信息熵和互信息量的计算原理，那么本领域技术人员很容易在此基础上根据需要进行简单变换，无需创造性劳动。
因此，复审请求人的意见陈述不具有说服力。
基于上述事实和理由，合议组作出如下审查决定。 三、决定 维持国家知识产权局于2018年10月22日对本申请作出的驳回决定。 如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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