在地震资料处理中，人们通常需要高信噪比、高分辨率和高保真度的实际地震资料，因此关于地震资料去噪方法的研究一直是地震资料处理领域中的热门课题。这些年以来，由于噪声种类的不同，人们设计了多种去噪方法并将其应用在地震资料处理的各个流程中，取得了较好的效果。由于地震勘探技术的发展需要，常规的地震数据去噪技术已经越来越不能适应和满足当今高精度地震勘探的需要，传统去噪技术的局限性致使地震数据去噪技术不断发展。扩散滤波方法是一种基于偏微分方程的图像处理方法。20世纪90年代，基于求解偏微分方程的图像处理方法是一门迅速发展起来的交叉学科分支。相比一些传统的图像处理方法，扩散滤波方法在图像降噪、图像分割、图像重建、边缘检测、图像恢复等方面都有明显的优势，它更适合线性纹理明显的图像，如医学、地震勘探、图形学等一些图像。这类基于偏微分方程的图像处理方法起源于物理学中的热扩散现象，它类似于人们可以把热源在不同时刻的分布特征在图像上准确地描绘出来。该方法将原始的图像作为初始的输入值，通过求解该偏微分方程，得出满足一定的扩散时间后的图像。在扩散的过程中，根据图像的局部特征，可以让扩散是可以控制的，并不是无序的扩散。为了得到高信噪比、高分辨率和高保真度的实际地震资料，本文主要研究了四种扩散滤波方法。本文详细地讨论了非线性各向同性扩散滤波方法、非线性各向异性扩散滤波方法、复数域扩散滤波方法及小波模极大时频域扩散滤波方法的原理、数学推导和编程实现。本文同时对一些算法进行了部分改进。本文在前人研究非线性各向异性扩散滤波基础上，采用了Jacobi方法求解结构张量D中的特征向量，引入线性置信度Cline来求取系数λ，然后计算出扩散滤波系数，最后来求解该非线性各向异性扩散滤波方程。本文在研究小波模极大时频扩散滤波方法当中，小波基函数的选择不同于前人的Haar小波基函数，使用是Molert小波基函数。本文使用Aki反射系数近似公式拟合出四类AVA曲线，再正演出角度范围为1o-45o的地震叠前AVA正演角道集。本文将上述AVA正演角道集作为算法实验模型数据来分析文中的四种扩散滤波方法关于压制噪声的效果。本文还将扩散滤波方法集成在成都晶石石油科技有限公司的Geoscope2.7地质放大镜软件平台上，让扩散滤波方法服务于实际的生产项目。最后，本文把扩散滤波方法应用于实际地震资料中，根据叠前CRP道集噪声的压制效果、叠后低信噪比地震剖面噪声的压制及叠后含复杂构造信息的地震剖面噪声压制的效果选择最为合适的扩散滤波方法集成在Geoscope2.7软件上。文中非线性各向同性扩散滤波方法和复数域非线性扩散滤波方法在压制随机噪声方面并不是太理想，有明显的随机噪声未被压制。文中非线性各向同性扩散滤波方法在压制水平方向及垂直方向具有连续性的噪声效果明显。文中非线性各向异性扩散滤波方法相当于一种具有方向性的倾角滤波方法，它在保持地震资料的同相轴连续性和形态方面上效果都是很理想，它在去除具有线性或倾斜线性噪声有一定的效果。小波模极大时频域扩散滤波方法在保持地震资料的同相轴形态方面也具有优势，去除随机噪声的效果也明显优于非线性各向同性扩散滤波方法和复数域非线性扩散滤波方法。