为了有利于地震解释，提高地震资料的信噪比，尤其是改善低信噪比地震资料的质量是目前急切解决的关键问题之一。本文利用先进的图象处理和系列图象分析技术进行创新性的研究，探索解决这一关键问题的新的技术途径。 　　首先完成由原地震资料获取地震图象/图象序列数据格式转换方法的研究，保证数据结构不变；同时通过频谱分析导出估计地震剖面信噪比的新公式，用于处理效果的评价。 　　接着，建立地震图象的预处理技术。根据地震图象的特点和实验研究结果，在常规图象处理的均值滤波算法中，引入相干技术，设计出二维沿层滤波预处理新算法，能够有效地应用于地震剖面图象，在不失真的前提下，使地震图象的信噪比和清晰度得到提高，为后续处理提供较合适的图象。图象序列积累是常规图象处理中抑制随机噪声的成熟方法之一，但是由于地震图象的复杂性，即地震图象帧间位移是空变的且有的位移很大，使其不能直接用于地震图象序列。通过引入系列图象分析的多尺度微分光流算法，其中利用非线性各向异性扩散，实现相邻图象的逐点精确配准，并采取双线性插值精确计算匹配点的灰度值，进而实施有效积累，完成基于光流的三维地震图象积累去噪算法。采取直接处理剖面图象和直接处理水平切片的两种处理过程，在不出现假象的前提下，该算法可使低信噪比剖面图象(原信噪比在5dB左右)分别提高11.2dB和4.2dB左右。 　　为了在消除噪声的同时还可以有效地保护甚至增强地震图象线性结构，将基于偏微分方程的扩散技术应用于地震图象/图象序列是另一新的尝试。通过算法分析和实验研究，一致增强性扩散方程中的扩散系数是一个隐含线性结构主要方向信息的扩散矩阵，利用该矩阵可以控制不同的扩散方向和扩散程度，则可以实现噪声的消除和纹线结构的保护甚至增强，其中改进的三维扩散充分利用了光流配准后的三维信息，还具有消除假象的功能。因此，选用一致增强性扩散算法，给出二、三维扩散两种算法的系列公式，根据地震图象的实际结构特点和实验分析，完成各种控制参数的选择，建立了完整的二维和改进的三维地震图象/图象序列扩散去噪算法。