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RÜCKBEZUG AUF VERWANDTE
ANMELDUNGEN
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Hiermit
wird die Priorität der vorläufigen U. S. Patent
Anmeldung Nr. 60/824,334, angemeldet am 1. September 2006, beansprucht,
und die vollständige Beschreibung dieser Anmeldung wird
hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.
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ANMERKUNG BEZÜGLICH
AMTSSEITIG DURCHGEFÜHRTER RECHERCHEN
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Nicht
anwendbar.
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Systeme und Verfahren zur
Bildverarbeitung eines dreidimensionalen Volumens von seismischen
Spuren (anschließend "Seismikdatenspuren"), die ein Wellenformvolumen
darstellen. Das Wellenformvolumen kann als ein zweidimensionales
oder als ein dreidimensionales Bild von Seismikdatenspuren, manchmal
bezeichnet als Wiggles oder Wavelets, mit interaktiven Raten bildtechnisch
verarbeitet (angezeigt) werden
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Bei
angewandten Wissenschaften ist in verschiedenen Studienbereichen
die Analyse von zweidimensionalen oder dreidimensionalen Volumendatensätzen
erforderlich, wobei jeder Datensatz mehrere Attribute haben kann,
die verschiedene physikalische Eigenschaften darstellen. Ein Attribut,
manchmal bezeichnet als ein Datenwert, stellt eine bestimmte physikalische
Eigenschaft eines Objekts in einem definierten zweidimensionalen
oder dreidimensionalen Raum dar. Ein Datenwert kann beispielsweise
ein 8-Byte Datenwort sein, das 256 mögliche Werte beinhaltet.
Der Ort eines Attributs wird durch (x, y, Datenwert) oder (x, y,
z, Datenwert) dargestellt. Wenn das Attribut einen Druck an einem
bestimmten Ort darstellt, dann kann der Ort des Attributs als (x,
y, z, Druck) dargestellt werden.
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Auf
dem Gebiet der Medizin wird ein Computer-Axial-Topographie-Scanner
(CAT) oder eine Magnetresonanz-Bildverarbeitungseinrichtung (MRI)
verwendet, um ein Abbildung oder ein diagnostisches Bild von einem
bestimmten Gebiet des Körpers einer Person zu erzeugen,
normalerweise dargestellt als Koordinate und ein bestimmtes Attribut.
Normalerweise muss jedes Attribut an einem vorbestimmten Ort separat
und getrennt von einem anderen Attribut bildtechnisch verarbeitet
dargestellt werden. Beispielsweise wird ein Attribut, das die Temperatur
an einem vorbestimmten Ort darstellt, normalerweise separat von
einem anderen Attribut bildtechnisch verarbeitet, das einen Druck
an dem gleichen Ort darstellt. Daher ist die Diagnose von einem
bestimmten Zustand, der auf diesen Attributen basiert, auf die Fähigkeit
beschränkt, ein einzelnes Attribut an einem vorbestimmten
Ort anzuzeigen.
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Auf
dem Gebiet der Geowissenschaften wird seismische Erforschung verwendet,
um die unterirdische Geologie einer Erdformation zu untersuchen. Eine
unterirdische Explosion erzeugt seismische Wellen, ähnlich
niederfrequenten Schall wellen, die sich unter der Oberfläche
der Erde ausbreiten und von Seismographen erfasst werden. Die Seismographen
zeichnen Amplitude von seismischen Wellen auf, und zwar sowohl von
direkten als auch von reflektierten Wellen, und zwar an einem gegebenen
Ort und für eine gegebene Zeitperiode. Wenn man die Zeit
und die Stelle der Explosion kennt, dann kann die Ausbreitungszeit
der Wellen durch das Innere berechnet und verwendet werden, um die
Geschwindigkeit der Wellen im Inneren zu messen. Eine ähnliche Technik
kann für die Offshore-Öl- und Gas-Exploration
verwendet werden. Bei Offshore-Exploration schleppt ein Schiff eine
Schallquelle und Unterwasser-Hydrophone. Niederfrequente (z. B.
50 Hz) Schallwellen werden beispielsweise durch eine pneumatische
Vorrichtung erzeugt, die wie ein platzender Ballon arbeitet. Die
Schallwellen prallen von Gesteinsschichten unter dem Meeresboden
ab und werden durch die Hydrophone aufgezeichnet. Bei beiden Anwendungen
werden unterirdische sedimentäre Strukturen, in denen Öl
eingeschlossen ist, wie zum Beispiel Störungen oder Kuppeln,
durch die reflektierten Wellen abgebildet.
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Die
Verwendung von seismischen Daten zur Analyse von unterirdischen
geologischen Strukturen, wie zum Beispiel Störungen oder
andere stratographische Eigenschaften, ist für Wissenschaftler
relevant, die nach unterirdischen Mineralien und Kohlenwasserstoff-Vorkommen
suchen. Seismikdatenspuren werden von der Reflexion der Schallwellen
vom Untergrund aufgezeichnet. Diese Spuren können als A(x,
y, t) aufgezeichnet werden, wobei t die Reflexionsamplitude der
Zeit am Oberflächen-Ort (x, y) ist. Eine Wiggle-Anzeige
(Verwackelungsanzeige) ist eine graphische Basis-Darstellung für
seismische Anwendungen, die als ein zweidimensionales oder dreidimensionales
Bild angezeigt werden können. Auf einem zweidimensionalen
Bild wird eine Wiggle-Anzeige von Seismikdatenspuren üblicherweise bildtechnisch
verarbeitet, indem die graphische Koordinate (u, v) von jeder Amplitude
berechnet und Polylinien gezeichnet werden, die diese Koordinaten
für jede Spur verbinden. Das Gebiet der Amplitude über und/oder
unter einem gegebenen Referenzamplitudenwert für ein gegebenes
Wiggle kann mit Farben ausgefüllt werden, um für
Interpretationszwecke die Wiggle-Anzeige zu verbessern, und daher
wird es leichter, Störungen und andere stratographische Merkmale
zu erkennen, die durch die Wiggle-Anzeige offenbart werden, wie
dies allgemein im
U. S. Patent
Nr. 7,013,218 beschrieben ist, deren Offenbarung hiermit
durch Bezugnahme aufgenommen wird. Die Farben für die Amplitude über
und unter dem Referenzwert werden normalerweise als positive Ausfüllung
bzw. als negative Ausfüllung bezeichnet. Die Farbausfüllung
erfolgt üblicherweise durch (1) Zeichnen von horizontalen
Linien in einer gegebenen Farbe von der durch den Referenzwert bestimmten
Position zu der durch die Amplitude bestimmten Position bei einer
gegebenen Zeit/Tiefe, oder (2) durch Ausfüllen von Polygonen,
die durch die Referenzlinie und die Amplituden gebildet werden.
4 bis
6 zeigen
verschiedene Bilder, die durch ein kommerzielles Software-Paket
erzeugt wurden, das den ersten Lösungsansatz verwendet,
um zweidimensionale Bilder von seismischen Daten zu erzeugen.
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4 ist
ein Bild von einer Anzeige mit variabler Dichte. In dieser Figur
werden seismische Daten gesammelt und verarbeitet, um dreidimensionale Volumendatensätze
zu erzeugen, die "Voxels" oder Volumenelemente enthalten, wobei
jedes Volumenelement durch die x-, y-, z-Koordinaten von einem seiner
acht Ecken oder seiner Mitte identifiziert werden kann. Jedes Volumenelement
stellt ferner einen numerischen Datenwert (Attribut) dar, der mit
einer gemessenen oder berechneten physikalischen Eigenschaft an
einem bestimmten Ort in Beziehung steht. Beispiele von geologischen
seismischen Datenwerten beinhalten Amplitude, Phase, Frequenz und Ähnlichkeit.
Verschiedene Datenwerte werden in verschiedenen dreidimensionalen
Volumendatensätzen gespeichert, wobei jeder dreidimensionale
Volumendatensatz einen anderen Datenwert darstellt. Wenn mehrere
Datensätze verwendet werden, dann kann der Datenwert für
jeden der Datensätze einen anderen physikalischen Parameter
bzw. Attribut für den gleichen geographischen Raum darstellen.
Anhand eines Beispiels können mehrere Datensätze
ein seismisches Volumen, ein Temperaturvolumen und ein Wassersättigungsvolumen
enthalten. Die Volumenelemente in dem seismischen Volumen können
in der Form (x, y, z, seismische Amplitude) dargestellt werden.
Die Volumenelemente in dem Temperaturvolumen können in
der Form (x, y, z, °C) dargestellt werden. Die Volumenelemente
des Wassersättigungsvolumens können in der Form
(x, y, z, % Sättigung) dargestellt werden. Der physikalische
oder geographische Raum, der durch die Volumenelemente in jedem
dieser Volumen definiert ist, ist gleich. Jedoch würde
an einem bestimmten räumlichen Ort (x0,
y0, z0) die seismische
Amplitude in dem seismischen Volumen enthalten sein, die Temperatur
in dem Temperaturvolumen und die Wassersättigung in dem
Wassersättigungsvolumen. Um bestimmte unterirdische geologische
Strukturen zu analysieren, manchmal bezeichnet als "Merkmale" oder
"Ereignisse", können Informationen von verschiedenen dreidimensionalen Volumendatensätzen
separat bildtechnisch verarbeitet werden, um das Merkmal oder das
Ereignis zu analysieren.
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5 ist
ein Bild von seismischen "Wiggle"-Anzeige. Und
6 ist
ein kombiniertes Bild von
5 (Wiggle-Anzeige)
und
4 (Volumenelement-Anzeige). Die Relation zwischen
einem typischen Wiggle oder einer Seismikdatenspur und einer Mehrzahl
von Volumenelementen ist vollständiger in dem
U. S. Patent Nr. 6,690,820 beschrieben, übertragen
auf Landmark Graphics Corporation, deren Offenbarung hiermit durch
Bezugnahme aufgenommen wird. In
5 sind die
seismischen Wiggles mit positiver Ausfüllung und negativer
Ausfüllung dargestellt.
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Die
Farbausfüllung gemäß dem ersten Lösungsansatz
(Zeichnen von horizontalen Linien) ist schneller als bei dem zweiten
Lösungsansatz (Ausfüllen von Polygonen), aber
der erste Lösungsansatz ist bei dreidimensionalen Anzeigen
nicht anwendbar. Beide Lösungsansätze werden normalerweise
unter Verwendung der CPU eines Computers durchgeführt,
die durch die Anzahl an Registern beschränkt sein kann.
Diese Beschränkung ist ein wichtiger Flaschenhals, den
eine große Anzahl von seismischen Amplituden (Wellenformen)
durchlaufen muss, um visualisiert werden zu können. Derzeit
sind Seismikwellenform-Visualisierungstechniken gemäß Stand der
Technik, die zweidimensionale Grafik-Primärelemente (Polylinien,
Linien, gefüllte Polygone) unzulänglich, um Bilder
von einem dreidimensionalen Volumen von Seismikdatenspuren in Echtzeit
bei interaktiven Raten von mindestens zehn (10) Bildern pro Sekunde
zu erzeugen.
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Geographische
Anzeigen wurden jedoch allgemein durch Verwendung von Graphikbeschleunigern
oder Grafikkarten verbessert, um andere Typen von graphischen Daten
zu verarbeiten und anzuzeigen. Beispielsweise verwendet die U. S.
Patentanmeldung Nr. 2005-0237334-A1, übertragen auf Landmark
Graphics Corporation, deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme
aufgenommen wird, eine Grafikkarte, um Volumenelement-Daten in Echtzeit zu
gewinnen. Und das
U. S. Patent
Nr. 7,076,735 , ebenfalls auf Landmark Graphics Corporation übertragen,
verwendet eine Grafikkarte, um graphische Daten zu gewinnen, die
ein dreidimensionales Model darstellen. Dennoch sind herkömmliche
Visualisierungstechniken, wie sie vorstehend beschrieben wurden,
nicht in der Lage, ein dreidimensionales Volumen von Seismikdatenspuren
in Echtzeit für die gleichzeitige Verwendung und Analyse
zu gewinnen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die
vorliegende Erfindung löst die obigen Aufgaben und überwindet
ein oder mehrere Nachteile des Standes der Technik, indem Systeme
und Verfahren zur Bildverarbeitung eines dreidimensionalen Volumens
von Seismikdatenspuren zur Verfügung gestellt werden, die
ein Wellenformvolumen darstellen.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel umfasst die vorliegende Erfindung ein
Verfahren zur Bildverarbeitung eines dreidimensionalen Volumens
von Seismikdatenspuren, die ein Wellenformvolumen darstellen, mit:
(i) Erzeugen einer dreidimensionalen Abtastung, wobei die Abtastung
ein Untervolumen des Wellenformvolumens enthält; (ii) Zeichnen
von mindestens einem Bereich eines Bildes der Abtastung auf einer
Anzeigeeinrichtung unter Verwendung eines Graphikbeschleunigers,
wobei das Bild der Abtastung einen Schnittpunkt der Abtastung und
des Wellenformvolumens enthält; und (iii) Wiederholen des
Schritts des Zeichnens in Reaktion auf die Verlagerung der Abtastung
innerhalb des Wellenformvolumens, so dass, wenn sich die Abtastung
durch das Wellenformvolumen bewegt, das Bild der Abtastung mit einer
Rate neu gezeichnet wird, die ausreichend schnell ist, um als eine
Bewegung in Echtzeit wahrgenommen zu werden.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst die vorliegende
Erfindung ein computerlesbares Medium mit computerausführbaren
Instruktionen zur Bildverarbeitung eines dreidimensionalen Volumens von
Seismikdatenspuren, die ein Wellenformvolumen darstellen. Die Instruktionen
sind ausführbar, um zu implementieren: (i) Erzeugen einer
dreidimensionalen Abtastung, wobei die Abtastung ein Untervolumen
des Wellenformvolumens enthält; (ii) Zeichnen von mindestens
einem Bereich von einem Bild der Abtastung auf einer Anzeigeeinrichtung
unter Verwendung eines Graphikbeschleunigers, wobei das Bild der
Abtastung einen Schnittpunkt der Abtastung und des Wellenformvolumens
enthält; und (iii) Wiederholen des Schritts des Zeichnens
in Reaktion auf eine Verlagerung der Abtastung innerhalb des Wellenformvolumens,
so dass, wenn sich die Abtastung durch das Wellenformvolumen bewegt,
das Bild der Abtastung mit einer Rate neu gezeichnet wird, die ausreichend
schnell ist, um als eine Bewegung in Echtzeit wahrgenommen zu werden.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst die vorliegende
Erfindung ein Verfahren zur Bildverarbeitung eines dreidimensionalen
Volumens von Seismikdatenspuren, die ein Wellenformvolumen darstellen,
mit: (i) Gewinnen von Texturkoordinaten (s, t) für ein
Pixel in einer Anzeigeeinrichtung, das sich mit dem Wellenformvolumen
kreuzt; (ii) Berechnen einer Amplitude für eine erste Spur
an Pixeltexturkoordinate (t), die eine erste Spuramplitude darstellt;
(iii) Berechnen einer Texturkoordinate (S) für die erste
Spuramplitude; (iv) Einfärben des Pixels mit einer voreingestellten
Spurfarbe, wenn die erste Spuramplitudentexturkoordinate (S) gleich
der Pixeltexturkoordinate (s) ist; (v) Berechnen einer Amplitude
für eine zweite Spur bei Pixeltexturkoordinate (t), die
eine zweite Spuramplitude darstellt; (vi) Berechnen einer Texturkoordinate
(S') für die zweite Spuramplitude; (vii) Einfärben
des Pixels mit der voreingestellten Spurfarbe, wenn die zweite Spuramplitudentexturkoordinate
(S') gleich der Pixeltexturkoordinate (s) ist; (viii) Einfärben
des Pixels mit einer voreingestellten Hintergrundfarbe, wenn die
zweite Spuramplitudentexturkoordinate (S') größer
ist als die Pixeltexturkoordinate (s); und (ix) Modifizieren der
Pixeltexturkoordinaten (s, t) und Wiederholen der Schritte des Berechnens
und Einfärbens, wenn ein Iterationszählwert kleiner
ist als eine gewünschte Seismikdatenspurüberlappung.
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In
noch einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst die vorliegende
Erfindung ein computerlesbares Medium mit computerausführbaren
Instruktionen zur Bildverarbeitung eines dreidimensionalen Volumens
von Seismikdatenspuren, die ein Wellenformvolumen darstellen. Die
Instruktionen sind ausführbar, um zu implementieren: (i)
Gewinnen von Texturkoordinaten (s, t) für ein Pixel in
einer Anzeigeeinrichtung, das sich mit dem Wellenformvolumen kreuzt;
(ii) Berechnen einer Amplitude für eine erste Spur bei
Pixeltexturkoordinate (t), die eine erste Spuramplitude darstellt;
(iii) Berechnen einer Texturkoordinate (S) für die erste
Spuramplitude; (iv) Einfärben des Pixels mit einer voreingestellten
Spurfarbe, wenn die erste Spuramplitudentexturkoordinate (S) gleich der
Pixeltexturkoordinate (s) ist; (v) Berechnen einer Amplitude für
eine zweite Spur bei Pixeltexturkoordinate (t), die eine zweite
Spuramplitude darstellt; (vi) Berechnen einer Texturkoordinate (S')
für die zweite Spuramplitude; (vii) Einfärben
des Pixels mit der voreingestellten Spurfarbe, wenn die zweite Spuramplitudentexturkoordinate
(S') gleich der Pixeltexturkoordinate (s) ist; (viii) Einfärben
des Pixels mit einer voreingestellten Hintergrundfarbe, wenn die
zweite Spuramplitudentexturkoordinate (S') größer
ist als die Pixeltexturkoordinate (s); und (ix) Modifizieren der
Pixeltexturkoordinaten (s, t) und Wiederholen der Schritte des Berechnens
und Einfärbens, wenn ein Iterationszählwert kleiner
ist als eine gewünschte Seismikdatenspurüberlappung.
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Weitere
Aspekte, Vorteile und Ausführungsbeispiele der Erfindung
werden für den Fachmann auf Basis der nachfolgenden Beschreibung
der verschiedenen Ausführungsbeispiele und der zugehörigen
Zeichnungen verdeutlicht.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Das
Patent bzw. die Anmeldungsdatei enthält mindestens eine
farbige Zeichnung. Kopien dieses Patents oder Veröffentlichung
der Patentanmeldung mit farbigen Zeichnungen werden vom amerikanische
Patent- und Markenamt auf Anfrage und bei Zahlung der erforderlichen
Gebühr zur Verfügung gestellt.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun durch Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen
bezeichnet sind und in denen:
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1 ein
Blockdiagramm ist, das ein Ausführungsbeispiel von einem
Software-Programm zum Implementieren der vorliegenden Erfindung
darstellt.
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2 ein
Flussdiagramm ist, das ein Ausführungsbeispiel von einem
Verfahren zum Implementieren der vorliegenden Erfindung darstellt.
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3 ein
Flussdiagramm ist, das eine bestimmte Implementierung der in 2 dargestellten Routine
zur Erzeugung der Verfahrenstextur darstellt.
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4 eine
farbige Darstellung ist, die eine herkömmliche zweidimensionale
Anzeige mit variabler Dichte darstellt.
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5 eine
farbige Darstellung ist, die eine herkömmliche zweidimensionale
Wiggle-Anzeige mit positiver Ausfüllung und negativer Ausfüllung
darstellt.
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6 eine
farbige Darstellung ist, die eine herkömmliche zweidimensionale
kombinierte Wiggle-Anzeige und eine Anzeige mit variabler Dichte
darstellt.
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7 eine
farbige Darstellung ist, die eine dreidimensionale Anzeige mit variabler
Dichte darstellt.
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8 eine
farbige Darstellung ist, die eine dreidimensionale Wiggle-Anzeige
darstellt.
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9 eine
farbige Darstellung ist, die eine Vergrößerung
der in 8 dargestellten dreidimensionalen Anzeige darstellt.
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10 eine
farbige Darstellung ist, die eine dreidimensionale Wiggle-Anzeige
mit teilweise positiver Ausfüllung, teilweise negativer
Ausfüllung und einer blauen Horizontkreuzung darstellt.
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11 eine
farbige Darstellung ist, die eine dreidimensionale Wiggle-Anzeige
mit positiver Ausfüllung, negativer Ausfüllung
und einer blauen Horizontkreuzung darstellt.
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12 eine
farbige Darstellung ist, die eine dreidimensionale Wiggle-Anzeige
nur mit positiver Ausfüllung darstellt.
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13 eine
farbige Darstellung ist, die eine dreidimensionale Wiggle-Anzeige
nur mit negativer Ausfüllung darstellt.
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14 eine
farbige Darstellung ist, die eine kombinierte dreidimensionale Wiggle-Anzeige
und eine Anzeige mit variabler Dichte mit positiver Ausfüllung
und negativer Ausfüllung darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Der
Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf
bestimmte bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben.
Es ist jedoch nicht beabsichtigt, dass dadurch der Schutzbereich der
Erfindung eingeschränkt werden soll. Der beanspruchte Gegenstand
kann daher auch auf andere Art und Weise verkörpert werden,
um andere Schritte oder Kombinationen von Schritten, die ähnlich
jenen sind, die hier beschrieben werden, sowie andere Techniken
zu umfassen. Obwohl der Begriff "Schritt" hier verwendet werden
kann, um verschiedene Elemente von verwendeten Verfahren zu beschreiben, soll
der Begriff nicht interpretiert werden, dass eine bestimmte Reihenfolge
unter oder zwischen verschiedenen Schritten gemeint ist, wie sie
hier offenbart ist, sofern nicht ausdrücklich in der Beschreibung eine
Beschränkung auf eine bestimmte Reihenfolge gefordert ist.
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Durch
die vorliegende Erfindung werden verbesserte Systeme und Verfahren
zur Bildverarbeitung eines dreidimensionalen Volumens von Seismikdatenspuren
zur Verfügung gestellt, die ein Wellenformvolumen in der
Form von einem zweidimensionalen oder von einem dreidimensionalen
Wiggle-Anzeigebild darstellen.
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In
einem Ausführungsbeispiel kann die vorliegende Erfindung
in dem allgemeinen Kontext eines computerausführbaren Programms
von Instruktionen beschrieben werden, wie zum Beispiel Programmmodule,
die allgemein als Software bezeichnet werden. Die Software kann
beispielsweise Routinen, Programme, Objekte, Komponenten, Datenstrukturen
etc. beinhalten, die bestimmte Aufgaben durchführen oder
bestimmte abstrakte Datentypen implementieren. Die Software bildet
eine Schnittstelle, um es einem Computer zu ermöglichen,
gemäß einer Eingabequelle zu reagieren. Die Software
kann ferner mit anderen Code-Segmenten zusammenarbeiten, um eine
Vielfalt von Aufgaben einzuleiten, und zwar in Reaktion auf Daten,
die in Verbindung mit der Quelle der empfangenen Daten empfangen
werden. Die Software kann auf einem von einer Vielfalt von Speichermedien
gespeichert werden, wie zum Beispiel eine CD-ROM, eine Festplatte,
ein Blasenspeicher und eine Halbleiterspeicher (z. B. verschiedene Typen
von RAM oder ROM). Außerdem können die Software
und deren Ergebnisse über eine Vielfalt von Trägermedien übertragen
werden, wie zum Beispiel Glasfasern, metallische Leiter, drahtlos
und/oder über eine Vielfalt von Netzwerken, wie zum Beispiel das
Internet.
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Der
Fachmann erkennt, dass die vorliegende Erfindung durch einer Vielfalt
von Computersystem-Konfigurationen implementiert werden kann, beispielsweise
handgehaltene Einrichtungen, Multiprozessor-Systeme, mikroprozessorbasierte
oder programmierbare Konsumenten-Elektronikgeräte, Mini-Computer,
Mainframe-Computer und ähnliches. Irgendeine Anzahl von
Computer-Systemen und Computer-Netzwerken sind daher zur Verwendung
mit der vorliegenden Erfindung akzeptabel. Die vorliegende Erfindung
kann in verteilten Rechnerumgebungen durchgeführt werden,
wo Aufgaben durch entfernte Verarbeitungseinrichtungen durchgeführt werden,
die durch ein Kommunikationsnetzwerk verbunden sind. In einer verteilten
Rechnerumgebung kann die Software sowohl in lokalen als auch in
entfernten Computerspeichermedien gespeichert sein, einschließlich
Speichervorrichtungen.
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Die
vorliegende Erfindung kann daher unter Verwendung von Hardware,
Software oder einer Kombination daraus implementiert werden, und
zwar in einem Computersystem oder in einem anderen Verarbeitungssystem.
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1 ist
ein Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel von einem
Software-Programm 100 für die vorliegende Erfindung
darstellt. An der Basis des Programms 100 befindet sich
ein Betriebssystem 102. Ein geeignetes Betriebssystem 102 können
beispielsweise ein Windows® Betriebssystem
von der Microsoft Corporation oder andere Betriebssysteme sein,
die dem Fachmann bekannt sind.
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Eine
Menü/Schnittstellen-Software 104 liegt über
dem Betriebssystem 102. Die Menü/Schnittstellen-Software 104 wird
verwendet, um verschiedene Menüs und Fenster zur Verfügung
zu stellen, um die Interaktion mit dem Benutzer zu erleichtern und
um Benutzer-Eingaben und -Instruktionen zu erhalten. Wie für
den Fachmann leicht offensichtlich, kann irgendeine Anzahl von Menü/Schnittstellen-Software- Programmen
zusammen mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
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Eine
Basis-Graphikbibliothek 106 liegt über der Menü/Schnittstellen-Software 104.
Die Basis-Graphikbibliothek 106 ist eine Anwendungsprogrammierschnittstelle
(API) für dreidimensionale Computergraphiken. Die Funktionen,
die durch die Basis-Graphikbibliothek 106 durchgeführt
werden, können beispielsweise Geometrie- und Raster-Primärelemente,
RGBA oder andere Farbindex-Betriebsarten, Anzeigelisten oder unmittelbare
Betriebsarten, Ansichts- und Modellier-Transformationen, Hervorheben
und Schattieren, verdeckte Oberflächenentfernung, Alpha-Ausblendung
(Transluzenz), Anti-Aliasing, Textur-Abbildung, atmosphärische
Effekte (Nebel, Rauch, Dunst), Feedback und Auswahl, Schablonen-Ebenen
und Akkumulationspuffer beinhalten.
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Eine
visuelle Simulations-Graphikbibliothek 108 liegt über
der Basis-Grafikbibliothek 106. Die visuelle Simulations-Graphikbibliothek 108 ist
ein API zum Erzeugen von Echtzeit-, multiverarbeiteten, dreidimensionalen,
visuellen Simulations-Graphikanwendungen. Wie für den Fachmann
offensichtlich, kann die visuelle Simulations-Graphikbibliothek 108 eine
Reihe von Werkzeugen für zweidimensionale und/oder dreidimensionale
Seismikdaten-Interpretationen beinhalten, einschließlich
beispielsweise interaktive Horizont- und Fehler-Verwaltung, dreidimensionale
Visualisierung und Attribut-Analyse. Die visuelle Simulations-Graphikbibliothek 108.
stellt daher Funktionen zur Verfügung, die Graphikbibliothek-Zustandssteuerfunktionen
bündeln, wie zum Beispiel Hervorheben, Materialen, Textur
und Transparenz. Diese Funktionen verfolgen den Zustand und die
Erzeugung von Anzeigelisten, die später gewonnen werden
können.
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Über
den Elemente des Programms
100, die vorstehend beschrieben
wurden, liegt ein 3D-Abtastungsprogramm
110, das mit der
visuellen Simulations-Graphikbibliothek
108, der Basis-Graphikbibliothek
106,
der Menü/Schnittstellen-Software
104 und dem Betriebssystem
102 zusammenwirkt
und Funktionen verwendet, die von diesen ausführt wurden, und
zwar in einer Weise, wie im
U.S.
Patent Nr. 6,765,570 , übertragen auf die Landmark
Graphics Corporation, beschrieben wird, deren Offenbarung hiermit
durch Bezugnahme aufgenommen wird. Das Abtastungsprogramm
110,
die visuelle Simulations-Graphikbibliothek
108, die Basis-Graphikbibliothek
106,
die Menü/Schnittstellen-Software
104 und das Betriebssystem
102 werden
durch eine oder mehrere Mehrzweck-CPU's ausgeführt, wie
im '570-Patent beschrieben. Eine akzeptierbare CPU kann beispielsweise
Prozessoren beinhalten, die von Intel
® oder
AMD
® vertrieben werden.
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Über
dem Abtastungsprogramm 110 liegt ein Wellenformmodul 112.
Das Wellenformmodul 112 kann in einer Prozedursprache geschrieben
sein, wie beispielsweise Open GL Shader Language ("GLSL"), was es
möglich macht, eine Graphikverarbeitungseinheit zu programmieren,
manchmal als Grafikprozessor, Grafikbeschleuniger oder Grafikkarte
bezeichnet (anschließend "GPU"), um Visualisierungseffekte
zu erreichen, die unter Verwendung von Open GL, das von Silicon
Graphics, Inc. vertrieben wird, und der Video-Hardware, d. h. die
Grafikkarte, nicht verfügbar sind. GLSL ist in der Technik
allgemein bekannt und in (ISBN 0-321-19789-5) in der "The Open GL
Shading Language" veröffent licht. Die Vorteile des Programmierens
einer herkömmlichen GPU anstelle einer CPU zur Ausführung
des Wellenformmoduls 112 sind deren große Anzahl
von Registern und deren Architektur, was eine sehr umfangreiche
Parallelisierung der Prozessoren ermöglicht. Diese Architektur
kann Daten in den Registern in weniger GPU-Zyklen verarbeiten, was
für die gleiche Aufgabe einige tausend CPU-Zyklen entsprechen
würde. GLSL arbeitet mit einzelnen Pixeln bei (u, v) der
Projektionsebene auf einer Anzeigeeinrichtung. Durch GLSL-Shaders
kann man bestimmen, wie ein Pixel bei (u, v) leuchtet. Eine akzeptierbare
GPU kann beispielsweise die NVIDIA® G-70
Grafikkarte und einen Qudro 5500 Graphikport beinhalten, vertrieben
von NVIDIA®. Andere GPU's, die
in der Technik allgemein bekannt sind, können akzeptierbar
sein, wenn sie in der Lage sind, Fragment (Pixel) Shader-Programme auszuführen,
die mit GLSL geschrieben sind und mindestens Looping- und Branching-Funktionen
zu unterstützen.
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Das
Wellenformmodul 112 ist konfiguriert, um mit dem Abtastungsprogramm 110 zusammenzuarbeiten.
Das Abtastungsprogramm 110 erzeugt eine dreidimensionale
Abtastung in. einer Weise, wie im '570-Patent beschrieben, die ein
Untervolumen eines Wellenformvolumens enthalten kann. In anderen Worten,
das Abtastungsprogramm 110 extrahiert einen Untervolumendatensatz
aus dem Wellenformvolumen, was einer Oberfläche der Abtastung
entspricht. Das Wellenformmodul 112 empfängt den
Untervolumendatensatz von dem Abtastungsprogramm 110 und
verarbeitet den Untervolumendatensatz unter Verwendung der GPU,
um mindestens einen Bereich von einem Bild der Abtastung auf einer
Anzeigeeinrichtung zu zeichnen. Das Bild der Abtastung kann daher
einen Schnitt punkt der Abtastung und des Wellenformvolumens enthalten,
oder das Bild kann auf lediglich einen Schnittpunkt der Abtastung und
der Wellenform beschränkt sein. Das Wellenformmodul 112 kann
konfiguriert sein, um mindestens einen Bereich von einem Bild der
Abtastung auf einer Anzeigeeinrichtung zu zeichnen, indem der Untervolumendatensatz
und die Texturabbildung des Untervolumendatensatzes auf der Oberfläche
der Abtastung eingefärbt werden. Der Untervolumendatensatz
kann eingefärbt werden, indem jede Seismikdatenspur in
dem Untervolumendatensatz mit einer voreingestellten Spurfarbe eingefärbt
wird, jede Seismikdatenspur in dem Untervolumendatensatz mit einer
voreingestellten positiven Ausfüllfarbe oder einer voreingestellten
negativen Ausfüllfarbe farbig ausgefüllt wird
und ein Rest des Untervolumendatensatzes mit der voreingestellten
Hintergrundfarbe farbig ausgefüllt wird. Außerdem
kann das Wellenformmodul 112 konfiguriert sein, um jede
Seismikdatenspur einzufärben, indem jedes Pixel auf der
Anzeigeeinrichtung mit der voreingestellten Spurfarbe eingefärbt wird,
wenn sich das Pixel mit einer Seismikdatenspur in dem Untervolumendatensatz
kreuzt. Auf ähnliche Weise kann das Wellenformmodul 112 konfiguriert sein,
um jede Seismikdatenspur farbig auszufüllen, indem jedes
Pixel auf der Anzeigeeinrichtung mit der voreingestellten positiven
Ausfüllfarbe eingefärbt wird, wenn sich das Pixel
mit dem Untervolumendatensatz zwischen einer Seismikdatenspur mit
maximaler positiver Amplitude und einer Seismikdatenspur mit Null-Amplitude
kreuzt, und indem jedes Pixel auf der Anzeigeeinrichtung mit der
voreingestellten negativen Ausfüllfarbe eingefärbt
wird, wenn sich das Pixel mit dem Untervolumendatensatz zwischen
einer Seismikdatenspur mit maximaler negativer Amplitude und der Seismikdatenspur
mit Null-Amplitude kreuzt. Das Wellenformmodul 112 kann
ferner konfiguriert sein, um den Rest des Untervolumendatensatzes
einzufärben, indem jedes Pixel auf der Anzeigeeinrichtung
mit der voreingestellten Hintergrundfarbe eingefärbt wird,
wenn sich das Pixel nicht mit einer Seismikdatenspur kreuzt und
sich nicht mit dem Untervolumendatensatz zwischen einer Seismikdatenspur
mit maximaler positiver Amplitude oder einer Seismikdatenspur mit
maximaler negativer Amplitude und einer Seismikdatenspur mit Null-Amplitude kreuzt.
Das Bild der Abtastung kann in Reaktion auf eine Bewegung der Abtastung
in dem Wellenformvolumen wiederholt gezeichnet werden, so dass,
wenn sich die Abtastung durch das Wellenformvolumen bewegt, das
Bild der Abtastung mit einer Rate neu gezeichnet wird, die ausreichend
schnell ist, um als Bewegung in Echtzeit wahrgenommen zu werden.
Beispielhafte Verfahren, die durch das Wellenformmodul 112 ermöglicht
werden, sind unter Bezugnahme auf 2–3 beschrieben.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Verarbeitung
eines dreidimensionalen Volumens von Seismikdatenspuren beschrieben
wurde, die ein Wellenformvolumen darstellen, können andere
Seismikdatensätze in der gleichen Art und Weise verarbeitet
werden, wie zum Beispiel Volumenelement-Datensätze, um
ein zweidimensionales oder ein dreidimensionales Bild in Echtzeit
zu erzeugen. Geoprobe® oder PowerView®, die kommerzielle Software-Pakete
sind, die von Landmark Graphics Corporation vertrieben werden, und
zwar für die Verwendung in der Öl- und Gasindustrie,
sind Beispiele von geeigneten Schnittstellenanwendungen. Geoprobe® ist die kommerzielle Ausführung
des Abtastungsprogramms 110, das verwendet werden kann,
um mit dem Wellenformmodul 112 zusammenzuarbeiten, um in
Echtzeit ein dreidimensionales Bild eines Seismikdatensatzes zu
gewinnen, einschließlich Seismikdatenspuren und Volumenelemente.
Alternativ kann PowerView® verwendet
werden, um mit dem Wellenformmodul 112 zusammenzuarbeiten, um
in Echtzeit ein zweidimensionales Bild eines Seismikdatensatzes
zu gewinnen, einschließlich Seismikdatenspuren und Volumenelemente.
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Das
Programm 100, das in 1 dargestellt ist,
kann durch die Verwendung eines Computersystems, das das Programm 100 und
verschiedener Hardware-Komponenten enthält, ausgeführt
und implementiert werden. Die System-Hardware-Komponenten können
beispielsweise einen Prozessor, einen Speicher (z. B. ein Random
Access Memory und/oder nicht-flüchtige Speichereinrichtungen),
ein oder mehrere Eingabeeinrichtungen, eine oder mehrere Anzeigeeinrichtungen
sowie eine oder mehrere Schnittstelleneinrichtungen beinhalten.
Die Hardware-Komponenten können entsprechend einer Vielfalt
von Konfigurationen miteinander verbunden werden und können
eine oder mehrere GPU's und CPU's beinhalten, die in einer Weise
konfiguriert sind, wie in dem '570-Patent beschrieben. Nicht-flüchtige
Speichereinrichtungen können beispielsweise Einrichtungen
umfassen, wie Bandlaufwerke, Halbleiter-ROM oder EEPROM. Eingabeeinrichtungen
können beispielsweise Einrichtungen beinhalten, wie eine
Tastatur, eine Maus, ein Digitalisierungspad, einen Trackball, eine
berührungsempfindliche Platte und/oder einen Lichtstift.
Anzeigeeinrichtungen können beispielsweise Einrichtungen
beinhalten, wie Monitore, Projektoren und/oder am Kopf gehaltene Anzeigen.
Schnittstelleneinrichtungen können konfiguriert sein, um
digitale Bild daten von einer oder mehreren Erfassungseinrichtungen
und/oder von einem oder mehreren entfernten Computern oder Speichereinrichtungen
durch ein Netzwerk abzufragen. Eine Vielfalt von Erfassungseinrichtungen
kann verwendet werden, und zwar abhängig vom Typ des bildtechnisch
zu verarbeitenden Objekts. Die Erfassungseinrichtung(en) können
verschiedene Formen von mechanischer Energie erfassen (z. B. akustische (seismische)
Energie, Bewegung und/oder Kraft/Belastung).
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Jeder
Prozessor (GPU und CPU) kann konfiguriert werden, um Instruktionen
und/oder Daten vom RAM und/oder von nicht-flüchtigen Speichereinrichtungen
neu zu programmieren, und um Berechnungsergebnisse im RAM und/oder
in nicht-flüchtigen Speichereinrichtungen zu speichern.
Das Programm 100 steuert jeden Prozessor, um ein dreidimensionales
Volumen von Seismikdatenspuren und andere zweidimensionale oder
dreidimensionale Seismikdatenspuren zu verarbeiten, und zwar basierend
auf den hier beschriebenen Verfahren.
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Es
wird nun auf 2 Bezug genommen, die ein Flussdiagramm
zeigt, das allgemein ein Ausführungsbeispiel von einem
Verfahren 200 zum Implementieren der vorliegenden Erfindung
durch eine verfahrenstechnische Texturerzeugungsroutine 200 darstellt,
die generalisierte geophysikalische Daten anzeigt. Der Fragment-(Pixel)Ort 201,
die sich mit einer oder mehreren geophysikalischen Datenquellen 202 und/oder 203 auf
einer Anzeigeeinrichtung kreuzt, und die spezielle(n) Datenquelle(n) 202 und/oder 203 werden
in die verfahrenstechnische Texturerzeugungsroutine 204 eingegeben.
Eine geographische Datenquelle kann beispielsweise ein Wellenformvolumen
beinhalten, kann aber auch irgendwelche anderen geophysikalischen
Seismikdatensätze beinhalten, wie beispielsweise Volumenelement-Datensätze
mit Amplituden-, Frequenz- oder Phasen-Datenwerten. Die Eingabedaten
können dem Computersystem durch eine Vielfalt von Mechanismen
zur Verfügung gestellt werden. Beispielsweise können
Eingabedaten in einem nicht-flüchtigen Speicher und/oder
RAM unter Verwendung von einer oder mehreren Schnittstelleneinrichtungen
gewonnen werden. Als ein anderes Beispiel können die Eingabedaten
dem Computersystem durch ein Speichermedium zur Verfügung
gestellt werden, wie zum Beispiel eine Diskette oder ein Band, das
in/auf die nicht-flüchtigen Speichereinrichtungen geladen
wird. In diesem Fall wurden die Eingabedaten zuvor auf dem Speichermedium
aufgezeichnet. Es sei angemerkt, dass die Eingabedaten nicht notwendigerweise
Roh-Sensordaten sein müssen, die von einer Erfassungseinrichtung
erhalten werden. Beispielsweise können die Eingabedaten
das Ergebnis von einer oder mehreren Verarbeitungsoperationen sein,
und zwar unter Verwendung eines Satzes von Roh-Sensordaten. Die
Verarbeitungsoperation(en) kann durch das Computersystem und/oder
durch einen oder mehrere andere Computer durchgeführt werden.
Die Eingabedaten können in einem Format gespeichert, das
in der Technik allgemein bekannt ist und/oder in dem '570-Patent
beschrieben ist. Mit der (den) Datenquelle(n) 202 und/oder 203 kann
die Routine 204 auf der GPU ausgeführt werden,
um die Eingaben in eine Ausgabe-Fragment-(Pixel)Farbe 205 auf
der Anzeigeeinrichtung umzuwandeln. Ein Beispiel von einer Ausgabe
für die Routine 204 ist eine Wiggle-Textur, die
als ein zweidimensionales oder dreidimensionales Bild von einem
Wellenformvolumen angezeigt und bei interaktiven Raten manipuliert
werden können, also in Echtzeit.
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Um
eine Wiggle-Textur mit GLSL zu zeichnen, muss die zugehörige
Amplitude A(x, y, t) für ein gegebenes Pixel (u, v) zuerst
erhalten werden, um die Beleuchtung des Pixels basierend auf A(x,
y, t) zu bestimmen. Die Routine 204 schlägt daher
einen vollständig anderen Lösungsansatz vor, und
zwar im Gegensatz zur herkömmlichen Technik zum Wiggle-Textur-Zeichnen,
wobei die Position (u, v) einer Amplitude aus einem gegebenen A(x,
y, t) berechnet wird, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben
wird.
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In 3 stellt
ein Flussdiagramm eine bestimmte Implementierung der in 2 dargestellten Routine 204 zur
Bildverarbeitung eines dreidimensionalen Volumens von Seismikdatenspuren
als eine Wiggle-Textur dar, die ein zweidimensionales oder ein dreidimensionales
Bild von einem Wellenformvolumen darstellt. Die geophysikalische(n)
Datenquelle(n) 202 und/oder 203, die als Eingabe
für die Routine 204 verwendet werden, lassen die
Amplitude als eine Textur-Abbildung A(s, t) zum Videospeicher oder den
GPU-Registern durch. Für m Spuren und n Abtastungen pro
Spur ist die Größe der Textur-Abbildung etwa m
mal n Bytes oder Gleitkommazahlen. Die s-Dimension der Textur-Abbildung
entspricht m Spuren. Daher ist die s-Textur-Koordinate der i-ten Spur
gleich i/m. Auf ähnliche Weise ist die t-Textur-Koordinate
der j-ten Abtastung gleich j/n. Um die Seismikdatenspuren als eine
Wiggle-Textur zu zeichnen, die ein zweidimensionales oder dreidimensionales
Bild von einem Wellenformvolumen darstellt, ist ein Viereck mit
vier Eckpunkten definiert. Jeder Eckpunkt ist durch zwei oder drei
Koordinaten (für zweidimensionale bzw. dreidimensionale
Fälle) und durch ein Paar Textur-Koordinaten (s, t) definiert.
Die Beleuchtung von jedem Pixel oder Volumenelement wird auf Basis
der Textur-Koordinaten bestimmt.
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In
Schritt 302 können die Textur-Koordinaten (s,
t) für ein Pixel in einer Anzeigeeinrichtung, das sich
mit dem Wellenformvolumen kreuzt, aus dem Speicher gewonnen werden.
Die Textur-Koordinaten bestimmen den Textur-Wert, oder in diesem
Fall die Amplitude, bei dem ausgewählten Pixel. Die Textur-Koordinaten
bestimmen ferner die Position des Pixels in der Textur-Abbildung
oder in diesem Fall die Position des Pixels in dem Spurabtastgitter.
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In
Schritt 304 kann ein Indexwert für jede Spur benachbart
den Pixel-Textur-Koordinaten berechnet werden. Aus der s-Textur-Koordinate
des Pixels können die beiden benachbarten Spuren i und
i + 1 gefunden werden, wobei i = floor(s·m).
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In
Schritt 306 kann ein Indexwert für jede Abtastung
benachbart den Pixel-Textur-Koordinaten berechnet werden. Aus der
t-Textur-Koordinate des Pixels können die beiden benachbarten.
Abtastungen j und j + 1 gefunden werden, wobei j = floor(t·n).
-
In
Schritt 308 werden die Ergebnisse von Schritt 304 und
Schritt 306 verwendet, um eine Amplitude für eine
erste Spur (i) bei Pixel-Textur-Koordinate (t) zu berechnen, die
eine erste Spuramplitude ai(t) darstellt.
Für die erste Spur (i) wird die Amplitude bei t-Textur-Koordinate
durch a = Sp(A(i, j)) interpoliert, wobei Sp(A(i, j)) ein geeignetes
Interpolations-Spline ist (z. B. linear, quadratisch, kubisch).
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In
Schritt 310 wird angenommen, dass die Breite von jeder
Spur im Textur-Raum gleich d ist und dass die maximale Amplitude
für die Spurbreite gleich Amax ist,
wobei eine Textur-Koordinate für die erste Spuramplitude
durch S(ai(t)) = i/m + ai(t)·d/Amax berechnet werden und einfach als die
erste Spuramplituden-Textur-Koordinate (S) dargestellt werden kann.
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In
Schritt 312 wird die erste Spuramplituden-Textur-Koordinate
(S) mit der Pixel-Textur-Koordinate (s) verglichen. Wenn die erste
Spuramplituden-Textur-Koordinate (S) größer ist
als die Pixel-Textur-Koordinate (s), dann wird das Pixel mit einer
voreingestellten positiven Ausfüllfarbe Cp in Schritt 312(a) eingefärbt,
und die Routine 300 geht weiter zu Schritt 316.
Die voreingestellte positive Ausfüllfarbe Cp kann
eine konstante Farbe oder eine veränderliche Farbe sein,
die gemäß der ersten Spuramplitude eingestellt
wird.
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In
Schritt 314 wird die erste Spuramplituden-Textur-Koordinate
(S) erneut mit der Pixel-Textur-Koordinate (s) verglichen. Wenn
die erste Spuramplituden-Textur-Koordinate (S) gleich der Pixel-Textur-Koordinate
(s) ist, dann wird das Pixel mit einer voreingestellten Spurfarbe
Cw in Schritt 314(a) eingefärbt,
und die Routine 300 geht weiter zu Schritt 316.
Die voreingestellte Spurfarbe Cw ist vorzugsweise
eine andere Farbe als die voreingestellte positive Ausfüllfarbe,
und sie ist normalerweise konstant.
-
In
Schritt 316 werden die Ergebnisse aus Schritt 304 und
Schritt 306 verwendet, um erneut eine Amplitude für
eine zweite Spur (i + 1) bei Pixel-Textur-Koordinate (t) zu berechnen,
die eine zweite Spuramplitude ai+1(t) darstellt.
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In
Schritt 318 wird wieder angenommen, dass die Breite von
jeder Spur in Textur-Räumen gleich d ist und dass die maximale
Amplitude für die Spurbreite gleich Amax ist,
wobei eine Textur-Koordinate für die zweite Spuramplitude
durch S(ai+1(t)) = i/m + ai+1(t)·d/Amax berechnet und auf einfache Weise als
die zweite Spuramplituden-Textur-Koordinate (S') dargestellt werden
kann.
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In
Schritt 320 wird die zweite Spuramplituden-Textur-Koordinate
(S') mit der Pixel-Textur-Koordinate (s) verglichen. Wenn die Spuramplituden-Textur-Koordinate
(S') kleiner ist als die Pixel-Textur-Koordinate (s), dann wird
das Pixel mit einer voreingestellten negativen Ausfüllfarbe
Cn in Schritt 320(a) eingefärbt,
und die Routine 300 geht weiter zu Schritt 326.
Die voreingestellte negative Ausfüllfarbe Cn kann
eine konstante Farbe oder eine variable Farbe sein, die gemäß der
zweiten Spuramplitude eingestellt wird. Die voreingestellte negative
Ausfüllfarbe ist vorzugsweise eine andere Farbe als die
voreingestellte positive Ausfüllfarbe und die voreingestellte Spurfarbe.
-
In
Schritt 322 wird die zweite Spuramplituden-Textur-Koordinate
(S') erneut mit der Pixel-Textur-Koordinate (s) verglichen. Wenn
die zweite Spuramplituden-Textur-Koordinate (S') gleich der Pixel-Textur-Koordinate
(s) ist, dann wird das Pixel mit der voreingestellten Spurfarbe
Cw in Schritt 322(a) eingefärbt,
und die Routine 300 geht weiter zu Schritt 326.
-
In
Schritt 324 wird das Pixel mit einer voreingestellten konstanten
Hintergrundfarbe eingefärbt, die transparent, weiß oder
eine andere gewünschte Farbe sein kann, die A(s, t) entspricht,
wenn die zweite Spuramplituden-Textur-Koordinate (S') größer
ist als die Pixel-Textur-Koordinate (s). Die voreingestellte Hintergrundfarbe
ist vorzugsweise eine andere Farbe als die voreingestellte positive
Ausfüllfarbe, die voreingestellte negative Ausfüllfarbe
und die voreingestellte Spurfarbe.
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In
Schritt 326 wird die Pixelfarbe, die sich aus Routine 300 ergibt
(d. h. die Spurfarbe, die Hintergrundfarbe, die positive Ausfüllfarbe
oder die negative Ausfüllfarbe) über einer aktuellen
Pixelfarbe auf der Anzeigeeinrichtung unter Verwendung eines Porter-Duff-Over-Operators
angewendet, und die aktuelle Pixelfarbe wird dann auf die resultierende
Farbe eingestellt. Der Porter-Duff-Over-Operator ist in der Technik
allgemein bekannt und veröffentlicht (ISBN 0-201-84840-6)
in "Computer Graphics: Principles and Practice", zweite Ausgabe
auf Seite 838.
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In
Schritt 328 wird ein Iterationszählwert für die
Routine 300 mit einer gewünschten Seismikdatenspur-Überlappung
verglichen. Wenn der Iterationszählwert für die
Routine 300 kleiner ist als die gewünschte Seismikdatenspur-Überlappung,
dann kann in Schritt 328(a) eine nächste Spur
ausgewählt werden, und die Routine 300 wird beginnend
bei Schritt 304 wiederholt. Anderenfalls geht die Routine 300 weiter
zu Schritt 330, was zur endgültigen Pixelfarbe auf
der Anzeigeeinrichtung führen kann. Die nächste
Spur, die in Schritt 328(a) ausgewählt wird, kann
als i – 1 oder i + 2 dargestellt werden, wenn der Iterationszählwert
um 1 kleiner ist als die gewünschte Seismikdatenspur-Überlappung.
Wenn der Iterationszählwert um 2 kleiner ist als die gewünschte
Seismikdatenspur-Überlappung, dann kann die nächste Spur
dargestellt werden als i – 2 oder i + 3, und die Routine 300 wird
beginnend bei Schritt 304 wiederholt, bis der Iterationszählwert
gleich oder größer ist als die gewünschte
Seismikdatenspur-Überlappung.
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In
Schritt 330 kann die Routine 300 für
jedes Pixel in der Anzeigeeinrichtung wiederholt werden, die sich
mit dem Wellenformvolumen kreuzt. Das resultierende Bild kann als
ein zweidimensionales oder ein dreidimensionales Bild von mindestens
einem Bereich des Wellenformvolumens angezeigt werden.
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7–14 zeigen
verschiedene dreidimensionale Bilder einer Abtastung, die unter
Verwendung von Geoprobe® und der
Routine 300 erzeugt wurden. 7 zeigt
beispielsweise die Ergebnisse der Routine 300, die auf
ein Amplitudenvolumen angewendet wurde, das einen dreidimensionalen
Datensatz von Volumenelementen enthält, wobei die verschiedenen
Farben verschiedene Amplitudenwerte für jedes Volumenelement
darstellen. 8 und 9 zeigen
die Ergebnisse von Routine 300, die auf ein dreidimensionales
Volumen von Seismikdatenspuren angewendet wurde, die ein Wellenformvolumen
darstellen, wobei jede Seismikdatenspur als ein schwarzes Wiggle
dargestellt ist, der Hintergrund durch die Farbe weiß dargestellt
ist, die positive Ausfüllung durch verschiedene Schattierungen
der Farbe rot dargestellt ist und die negative Ausfüllung
durch verschiedene Schattierungen der Farbe blau dargestellt ist. 10 zeigt,
wie 8 und 9, die Ergebnisse der Routine 300,
die auf ein dreidimensionales Volumen von Seismikdatenspuren angewendet wurde,
die ein Wellenformvolumen darstellen; jedoch ist eine Seite des
Bildes nicht farblich ausgefüllt, sondern enthält
eine horizontale blaue Horizontkreuzung, die ein interpretiertes
Merkmal darstellt, das durch eine oder mehrere der Seismikdatenspuren definiert
ist. 11 ist ähnlich wie 10,
mit der Ausnahme, dass die Seite der Abtastung, die die blaue Horizontkreuzung
beinhaltet, mit einer positiven Ausfüllung und einer negativen
Ausfüllung farbig ausgefüllt ist. 12 ist ähnlich
wie 11, mit der Ausnahme, dass die Seite, die die
blaue Horizontkreuzung aufweist, nur mit der positiven Ausfüllung farbig
ausgefüllt ist. 13 ist ähnlich
wie 11, mit der Ausnahme, dass die Seite, die die
blaue Horizontkreuzung aufweist, nur mit der negativen Ausfüllung
farbig ausgefüllt ist. 14 zeigt
die Ergebnisse der Routine 300, angewandt auf ein dreidimensionales
Volumen von Seismikdatenspuren und auf ein dreidimensionales Volumen
von Volumenelementen, die zu einem einzelnen dreidimensionalen Bild kombiniert
sind, das eine Abtastung darstellt.
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Wie
durch die Ergebnisse der Routine 300 in 7–14 gezeigt,
werden durch das System und durch die Verfahren der vorliegenden
Erfindung die Fähigkeit verbessert, Amplitudenvariationsmuster
sowie andere Attribut-Anomalitäten zu erkennen und zu verarbeiten,
die Kohlenwasserstoff-Vorkommen anzeigen. Neben der Erzeugung von
Wiggle-Anzeigen ist es ebenfalls möglich, eine Vielzahl von praktischen
Multidaten-Synthetik-Bildern unter Verwendung der vorliegenden Erfindung
zu erzeugen. Multi-Attribut-Anzeigen, die derzeit auf der CPU berechnet
werden müssen, auf einer Platte gespeichert werden müssen
und dann gewonnen werden, können direkt auf der GPU verarbeitet
werden, wodurch die Zykluszeit deutlich vermindert wird, die erforderlich
ist, um unter Verwendung mehrerer Attribute Einsicht in die Volumendaten
zu erhalten.
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Da
die Systeme und Verfahren, die hier beschrieben wurden, verwendet
werden können, um verschiedene Typen von Seismikdatenspuren
selektiv und interaktiv zu analysieren, können sie besonders
praktisch verwendet werden, um medizinische Daten oder geophysikalische
Daten zu analysieren, wobei jedoch auch eine Anwendung zur Analyse
und Interpretation von irgendeinem anderen Typ von Wellenformdaten
Anwendung erfolgen kann.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die derzeit bevorzugten
Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist es für
den Fachmann offensichtlich, dass es nicht beabsichtigt ist, die Erfindung
auf diese Ausführungsbeispiele zu beschränken.
Es soll daher verstanden werden, dass verschiedene andere Ausführungsbeispiele
und Modifikationen bezüglich der offenbarten Ausführungsbeispiele
erfolgen können, ohne vom Grundgedanken und vom Schutzbereich
der Erfindung abzuweichen, die durch die beigefügten Ansprüche
und deren äquivalente Ausführungen definiert ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Systeme
und Verfahren zur Bildverarbeitung von Wellenformvolumen. Ein Bild
von einem Wellenformvolumen kann auf einer Anzeigeeinrichtung als ein
zweidimensionales oder als ein dreidimensionales Bild von einer
Abtastung gezeichnet werden, und es kann in Echtzeit mit interaktiven
Raten unter Verwendung eines Graphikbeschleunigers oder einer Graphikkarte
neu gezeichnet werden. Das Bild des Wellenformvolumens kann ferner
Seismikdatenspuren enthalten, die farbig ausgefüllt sind,
und zwar gemäß Textur-Koordinaten für
Pixel auf der Anzeigeeinrichtung, die sich mit dem Wellenformvolumen
kreuzen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 7013218 [0007]
- - US 6690820 [0009]
- - US 7076735 [0011]
- - US 6765570 [0043]