发明创造名称：一种新的石油地震勘探数据去噪方法
外观设计名称：
决定号：198394
决定日：2019-12-17
委内编号：1F271889
优先权日：
申请（专利）号：201410735187.X
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：李玉林
参审员：张玥
国际分类号：G01V1/36
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，该区别技术特征属于本领域惯用手段，在该最接近的现有技术的基础上，结合本领域惯用手段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201410735187.X，发明名称为“一种新的石油地震勘探数据去噪方法”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05月06日。
经实质审查，国家知识产权局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1-2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：“分数阶傅里叶变换在地震资料处理中的应用”，张宗宝，《中国优秀硕士学位论文全文数据库 基础科学辑》，第10期，第4章，公开日为2014年10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1-2项，申请日2014年12月08日提交的说明书第1-4页、说明书摘要、摘要附图，2015年03月05日说明书附图第1页。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种新的石油地震勘探数据去噪方法，其特征在于，该新的石油地震勘探数据去噪方法包括以下步骤：
步骤一：首先采集得到的石油地震勘探数据，预处理；
步骤二：然后利用快速傅立叶变换分析地震数据的频谱，确定有用信号的频谱范围，进而明确低通滤波器的截止频率，利用此截止频率对地震数据进行低通滤波，滤除地震数据的高频噪声；其中，低通滤波方式采用巴特沃斯滤波器实现；
步骤三：对于滤除高频噪声之后的地震数据，送入分数傅立叶变换FrFT域进行变换，在进行FrFT变换时，首先按照时间间隔扫描将其分为不同的阶数，在分别计算不同阶数所对应的FrFT变换；其中，扫描时间间隔小于0.5秒；
步骤四：根据扫描所得到的FrFT域变换，选择出信号最为集中的变换数据和其所对应的阶数a0；
步骤五：将步骤三中进行FrFT域变换后的数据，再次进行反变换，反变换的阶数为-a0，经此变换之后的数据即为所求数据。
2. 如权利要求1所述新的石油地震勘探数据去噪方法，其特征在于：步骤三中FrFT变换的阶数范围为[0，4]。”
驳回决定中指出：1、权利要求1请求保护新的石油地震勘探数据去噪方法，对比文件1公开了分数阶傅里叶变换在地震资料处理中的应用，权利要求1与对比文件1的区别技术特征在于：对石油地震勘探数据预处理，利用快速傅立叶变换分析地震数据的频谱，确定有用信号的频谱范围，进而明确低通滤波器的截止频率，利用此截止频率对地震数据进行低通滤波，滤除地震数据的高频噪声，其中，低通滤波方式采用巴特沃斯滤波器实现，扫描时间间隔小于0.5秒。针对上述区别技术特征，其实际解决的技术问题是如何初步地进行去噪。对比文件1公开了随机噪声则无处不在，特别是在高频的部分它更是主要的噪声，这是高分辨率的主要障碍。在此基础上，本领域技术人员容易想到可以用低通滤波器对高频噪声进行一次去噪，例如用快速傅立叶变换分析地震数据的频谱，确定有用信号的频谱范围，进而明确低通滤波器的截止频率，利用此截止频率对地震数据进行低通滤波，滤除地震数据的高频噪声，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的低通滤波器的种类来进行高频去噪，例如巴特沃斯滤波器，这是本领域技术人员根据实际情况就可以做出的惯用技术手段。在此次粗略的滤除高频噪声之后，再进行分数阶傅立叶变换的噪声滤波。另外，用地震勘探的方法对石油进行探测，将采集到的地震数据进行诸如废道剔除、能量均衡等的预处理，也是本领域技术人员的惯用技术手段。最后，由于采集到的信号是离散信号，本领域技术人员可以根据实际情况（例如精度要求等）确定扫描的时间间隔，例如时间间隔小于0.5秒，这是本领域技术人员的惯用技术手段。因此，上述区别技术特征是本领域技术人员的惯用技术手段。因此，在对比文件1的基础上结合本领域惯用技术手段得到权利要求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不具备专利法第22条第3款规定的创造性。2、从属权利要求2的附加技术特征是本领域的惯用技术手段，因此，当其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求2也不具备专利法第22条第3款的规定的创造性。
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，于2019年02月27日提交了复审请求书正文以及权利要求书的全文修改替换页，修改包括将原说明书中的部分内容加入原权利要求1中，形成新的权利要求1-3。复审请求人认为本申请具备创造性：修改后的权利要求1中的对预处理后的数据进行快速傅立叶变换，得到有效的频谱，根据频谱确定低通滤波器的截止频率，利用截止频率对地震数据进行低通滤波，高效的滤除地震数据的高频噪声，进而通过分数傅立叶变换FrFT域进行变换，最后进行FrFT反变换，根据FrFT域中低频噪声的这一特点，可以确定出期望信号的分布范围，在分布范围之外的区域，变换信号幅值为0，得到在时频上的去噪数据。对比文件1是先通过对数据进行P阶分数阶傅立叶变换，再进行滤波，最后再进行P阶分数阶傅立叶反变换，将滤波后的数据反向旋转回到时间域，得到去噪后的数据，对比文件1先将有效的信号集中到一起，然后再对集中之后的数据进行滤波，最后再反变换得到数据，对比文件1是保证有噪石油数据的无失真恢复。对比文件1与本申请是不同的技术方案。本申请先在频域去除高频噪声，进而在时域上去除低频噪声，即在频域上充分分离高频噪声与信号，在时域上充分分离低频噪声与信号，保证了石油数据中噪声的充分去除，进一步的提高了数据的准确性。
2019年02月27日提交的权利要求书如下：
“1. 一种新的石油地震勘探数据去噪方法，其特征在于，该新的石油地震勘探数据去噪方法包括以下步骤：
步骤一：首先采集得到的石油地震勘探数据，预处理；
步骤二：然后利用快速傅立叶变换分析地震数据的频谱，确定有用信号的频谱范围，进而明确低通滤波器的截止频率，利用此截止频率对地震数据进行低通滤波，滤除地震数据的高频噪声；
步骤三：对于滤除高频噪声之后的地震数据，送入分数傅立叶变换FrFT域进行变换，在进行FrFT变换时，首先按照时间间隔扫描将其分为不同的阶数，在分别计算不同阶数所对应的FrFT变换；
步骤四：根据扫描所得到的FrFT域变换，选择出信号最为集中的变换数据和其所对应的阶数a0；
步骤五：将步骤三中进行FrFT域变换后的数据，再次进行反变换，根据FrFT域中低频噪声的这一特点，可以确定出期望信号的分布范围，在分布范围之外的区域，变换信号幅值置为0，反变换的阶数为-a0，经此变换之后的数据即为所求数据。
2. 如权利要求1所述新的石油地震勘探数据去噪方法，其特征在于：所述步骤二中的低通滤波方式采用巴特沃斯滤波器实现。
3. 如权利要求1所述新的石油地震勘探数据去噪方法，其特征在于：步骤三中FrFT变换的阶数范围为[0，4]，时间间隔小于0.5秒。”
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年03月08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请求保护一种新的石油地震勘探数据去噪方法，对比文件1公开了一种分数阶傅里叶变换在地震资料处理中的应用（即石油地震勘探数据去噪方法），权利要求1相对于对比文件1的区别技术特征在于：步骤一中的预处理，步骤二、步骤三中是对于滤除高频噪声之后的地震数据进行处理；步骤五，将步骤三中进行FrFT域变换后的数据，再次进行反变换，根据FrFT域中低频噪声的这一特点，可以确定出期望信号的分布范围，在分布范围之外的区域，变换信号幅值置为0，反变换的阶数为-a0，经此变换之后的数据即为所求数据。基于这些区别特征可以确定，本申请实际解决的技术问题是如何初步的进行去噪。对比文件1已经公开了随机噪声无处不在，特别是在高频的部分它更是主要的噪声，这是高分辨率的主要障碍。在此基础上，本领域技术人员容易想到可以用低通滤波器对高频噪声进行一次去噪，例如用快速傅立叶变换分析地震数据的频谱，确定有用信号的频谱范围，进而明确低通滤波器的截止频率，利用此截止频率对地震数据进行低通滤波，滤除地震数据的高频噪声，这是本领域技术人员根据实际情况就可以做出的惯用技术手段。在此次粗略的滤除高频噪声之后，再进行分数阶傅立叶变换的噪声滤波。另外，用地震勘探的方法对石油进行探测，将采集到的地震数据进行诸如废道剔除、能量均衡等的预处理，也是本领域技术人员的惯用技术手段。最后，本领域技术人员可以根据实际要求（例如精度要求等），对地震数据进行带通滤波，在有用信号的频段使信号通过，噪声频段则被滤除，具体为根据FrFT域中低频噪声的这一特点，可以确定出期望信号的分布范围，在分布范围之外的区域，变换信号幅值置为0，这是本领域技术人员的惯用技术手段。因此，在对比文件1的基础上结合本领域惯用技术手段得到权利要求1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，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。2、权利要求2-3的附加技术特征是本领域的惯用技术手段，因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求2-3也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。3、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，未修改申请文件。
复审请求人认为本申请具备创造性：权利要求1中的对预处理后的数据进行快速傅立叶变换，得到有效的频谱，根据频谱确定低通滤波器的截止频率，利用截止频率对地震数据进行低通滤波，高效的滤除地震数据的高频噪声，进而通过分数傅立叶变换FrFT域进行变换，最后进行FrFT反变换，根据FrFT域中低频噪声的这一特点，可以确定出期望信号的分布范围，在分布范围之外的区域，变换信号幅值为0，得到在时频上的去噪数据。对比文件1是先通过对数据进行P阶分数阶傅立叶变换，再进行滤波，最后再进行P阶分数阶傅立叶反变换，将滤波后的数据反向旋转回到时间域，得到去噪后的数据，对比文件1先将有效的信号集中到一起，然后再对集中之后的数据进行滤波，最后再反变换得到数据，对比文件1是保证有噪石油数据的无失真恢复。对比文件1与本申请是不同的技术方案。本申请先在频域去除高频噪声，进而在时域上去除低频噪声，即在频域上充分分离高频噪声与信号，在时域上充分分离低频噪声与信号，保证了石油数据中噪声的充分去除，进一步的提高了数据的准确性。
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 复审请求人于2019年02月27日提交了权利要求书的全文修改替换页，经审查，所作修改符合专利法第33条的规定。本复审请求审查决定所针对的文本为：2019年02月27日提交的权利要求第1-3项，申请日2014年12月08日提交的说明书第1-4页、说明书摘要、摘要附图，2015年03月05日说明书附图第1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，该区别技术特征属于本领域惯用手段，在该最接近的现有技术的基础上，结合本领域惯用手段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请求保护一种新的石油地震勘探数据去噪方法，对比文件1公开了一种分数阶傅里叶变换在地震资料处理中的应用（即石油地震勘探数据去噪方法），并具体公开了如下技术特征（参见第4章）：实时地震数据在经过分数阶傅里叶变换处理之后，更能很好的表现出能量聚集性的这一特点，下面通过仿真实验对实时地震数据（可以确定必然包括步骤一中的采集得到地震勘探数据）进行分数阶傅里叶变换处理。图4.7、图4.8、图4.9分别为p=0.2、p=0.5、p=0.7时进行分数阶傅里叶变换的实时地震数据，可以看到随着p值的不断增加，经过分数阶傅里叶变换处理后的实时数据逐渐的往中间而聚集，图4.10为p=1.0时进行分数阶傅里叶变换，清晰地看到地震实时数据已经完全的聚集到了中间位置（相当于步骤四），可以说分数阶傅里叶变换不但对chirp信号和正弦信号有着能量的聚集性而且对于地震实时数据处理仍然有着很好的能量的聚集性（根据分数阶傅立叶变换的定义可以得知，其必然包括步骤三中的对于地震数据，送入分数傅立叶变换FrFT域进行变换，在进行FrFT变换时，首先按照时间间隔扫描将其分为不同的阶数，在分别计算不同阶数所对应的FrFT变换）；对地震数据进行p阶分数阶傅里叶变换，得到旋转后的数据，接着在分数阶傅里叶域内对旋转后得到的数据进行滤波处理，从而保留了有效数据滤除了大部分的噪声，最后对滤波后的数据进行p阶分数阶傅里叶反变换，将滤波后的数据反向旋转回到时间域，经过这一过程便可得到去噪后的地震数据（相当于步骤五中进行FrFT域变换后的数据，再次进行反变换，反变换的阶数为-a0，经此变换之后的数据即为所求数据）。
由此可见，权利要求1与对比文件1的区别技术特征在于：步骤一中的预处理，步骤二、步骤三中是对于滤除高频噪声之后的地震数据进行处理；步骤五，将步骤三中进行FrFT域变换后的数据，再次进行反变换，根据FrFT域中低频噪声的这一特点，可以确定出期望信号的分布范围，在分布范围之外的区域，变换信号幅值置为0，反变换的阶数为-a0，经此变换之后的数据即为所求数据。基于这些区别特征可以确定，本申请实际解决的技术问题是如何初步的进行去噪。
对比文件1已经公开了随机噪声无处不在，特别是在高频的部分它更是主要的噪声，这是高分辨率的主要障碍。在此基础上，本领域技术人员容易想到可以用低通滤波器对高频噪声进行一次去噪，例如用快速傅立叶变换分析地震数据的频谱，确定有用信号的频谱范围，进而明确低通滤波器的截止频率，利用此截止频率对地震数据进行低通滤波，滤除地震数据的高频噪声，这是本领域技术人员根据实际情况就可以做出的惯用技术手段。在此次粗略的滤除高频噪声之后，再进行分数阶傅立叶变换的噪声滤波。另外，用地震勘探的方法对石油进行探测，将采集到的地震数据进行诸如废道剔除、能量均衡等的预处理，也是本领域技术人员的惯用技术手段。最后，本领域技术人员可以根据实际要求（例如精度要求等），对地震数据进行带通滤波，在有用信号的频段使信号通过，噪声频段则被滤除，具体为根据FrFT域中低频噪声的这一特点，可以确定出期望信号的分布范围，在分布范围之外的区域，变换信号幅值置为0，这是本领域技术人员的惯用技术手段。
因此，在对比文件1的基础上结合本领域惯用技术手段得到该权利要求的技术方案，对本领域技术人员来说是显而易见的。因此，权利要求1不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（2）、从属权利要求2对权利要求1作了进一步限定，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的低通滤波器的种类来进行高频去噪，例如巴特沃斯滤波器，这是本领域技术人员的惯用技术手段，因此，在其引用的权利要求1不具备创造性的基础上，从属权利要求2也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（3）、从属权利要求3对权利要求1作了进一步限定。对比文件1公开了（参见第5页）分数阶傅立叶变换的核函数是关于阶数的周期函数，且周期等于4，那么本领域技术人员可以根据实际情况确定FrFT变换的阶数范围，例如[0，4]，并且由于采集到的信号是离散信号，本领域技术人员可以根据实际情况确定扫描的时间间隔，例如时间间隔小于0.5秒，这是本领域技术人员的惯用技术手段。因此，在其引用的权利要求1不具备创造性的基础上，从属权利要求3也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（三）关于复审请求人的意见陈述
对于复审请求人答复复审通知书时的意见陈述，合议组认为：
由权利要求1和对比文件1的对比可知，二者的区别主要在于权利要求1额外进行了一次采用低通滤波器的去噪过程。本领域技术人员公知，傅立叶变换是一种常用的频率域滤波去噪算法，它是将时间域数据转换为频率域数据，可以通过快速傅立叶变换来提高计算的效率，将时间域信号转换为频率域信号以后，再利用一个低通滤波器对频率域信号进行滤波处理，通过快速傅里叶算法（FFT）来提高去噪计算的效率，以及确定截止频率，利用低通滤波器对频率域信号进行滤波处理，以及先进行一次常规去噪，再进行其他方式的去噪都是本领域技术人员的惯用技术手段。而对比文件1公开了随机噪声无处不在，特别是在高频的部分它更是主要的噪声，这是高分辨率的主要障碍。在此基础上，本领域技术人员容易想到可以先用低通滤波器对高频噪声进行一次去噪，滤除地震数据的高频噪声，这是本领域技术人员的惯用技术手段。在此次粗略的滤除高频噪声之后，再进行分数阶傅立叶变换的噪声滤波。而这种通过多次滤波来提高信号精度、减少噪声干扰的手段，是本领域技术人员在去噪时常用的技术手段。而选择合适的低通滤波器的种类来进行高频去噪，例如巴特沃斯滤波器，这是本领域技术人员根据实际情况就可以做出的惯用技术手段。因此，权利要求1中使用分数傅里叶变换进行噪声滤除已被对比文件1公开，采用低通滤波器进行高频噪声滤除是本领域技术人员的惯用技术手段，且对比文件1与本领域技术人员的惯用技术手段结合得到的技术方案同样能够实现对数据中的噪声进行全部有效滤除的技术效果。
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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