JPH0772261A

JPH0772261A - 地震データ誤差検出方法及び装置

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Publication number: JPH0772261A
Application number: JP14888994A
Authority: JP
Inventors: John B Ibbotson; ジョン・ブライアン・イボットソン; John M Knapman; ジョン・マイケル・ナップマン; Colin L Bird; コリン・レオナルド・バード; Sydney G Chapman; シドニー・ジョージ・チャップマン; Ian Henderson; イアン・ヘンダーソン
Original assignee: WESTON ATLAS INTERNATL Inc; Western Atlas International Inc; International Business Machines Corp
Current assignee: WESTON ATLAS INTERNATL Inc; Western Atlas International Inc; International Business Machines Corp
Priority date: 1993-07-02
Filing date: 1994-06-30
Publication date: 1995-03-17
Anticipated expiration: 2013-09-24
Also published as: US5535286A; EP0633547A3; NO309343B1; AU677650B2; NO942499D0; CA2126700C; GB9313682D0; EP0633547A2; DE69422859D1; NO942499L; DE69422859T2; EP0633547B1; CA2126700A1; AU6485194A; GB2279744A; JP2804439B2

Abstract

(57)【要約】【目的】画像として表示できる地震データのフレーム
の誤差検出装置を提供する。【構成】地震データを収集する手法により、そのデー
タを表わすために生成された画像は通常、ある軸のまわ
りに固有の対称性を示すと予測される。本発明の装置
は、画像として表示できる地震データのフレームを格納
する装置、画像内のある軸を対称軸として選択する装
置、並びに、対称軸まわりにデータを分割して第１及び
第２のデータセットを作成する手段を含む。更に、比較
手段により、データセットが所定照合基準に従って比較
され、照合の程度をもとに、データのフレームの不一致
の程度が所定許容差内にあるかどうかが判定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地震データの誤差検出
に関し、特に画像として表示可能な地震データのフレー
ムの誤差を検出する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】地震データを収集する技術により、通常
は、地震データを表現するために生成された画像が、あ
る軸まわりに固有の対称性を示すことが予測される。

【０００３】しかし地震調査データには様々な誤差が生
じ得る。その原因はいくつかあるが、最も多い原因は、
バックグラウンド・ノイズと機器の設置ミスである。地
震データの分析は通常、かなり時間のかかるプロセスで
ある。データは多くの計算処理段階を経る。従って、不
良データの処理に貴重な時間を費やすことなく、データ
のフレームの誤差を可能な限り迅速に発見することが望
まれる。誤差検出のための信頼性の高い技術があれば、
かなりの手間を省くことができる。

【０００４】通常、地震データを得て分析する組織や企
業は、多数のハードウェアを調査場所まで運び、地震テ
ストをかなりの回数実施してから研究所に戻り、データ
を分析する。普通の地震テストでは、地表面にケーブル
が並べられる（或いは船上から海面上に張ったケーブル
が牽引される）。各ケーブルにはその長さ方向に複数の
センサが取り付けられる。次に、ケーブルに対して対称
な面上の位置に、砲撃や爆発等により衝撃波が生成さ
れ、センサのケーブルに沿って検出される。このような
方法の場合、信号の集合を画像として表示して対称性を
チェックすることが誤差検出方法として望ましいのは明
らかである。

【０００５】しかし、これは現在に至るまで、地球物理
学者によって肉眼で行なわれている。言うまでもなく、
これは非常に時間と労力のかかる作業であり、誤差が生
じやすい。そこで、地球物理学者がデータ調査に費やす
時間を短縮することが強く望まれる。地震の分野では、
地球物理学の理論を誤差検出の問題解決に応用している
が、純粋に地球物理学の範囲内でこの問題を解決するま
でには至っていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、地震
データのフレームの誤差を検出するための、人手を大幅
に少なくした改良された方法を提供することである。

【０００７】理想的には、誤差の検出が調査地点で行な
われ、テスト機器が調査地点から移される前に必要に応
じてデータを再収集できれば便利である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、画像として表
示できる地震データのフレームの誤差を検出する装置を
提供するものである。この画像は、ある軸まわりに固有
の対称性を示すと予測される。装置は画像として表示可
能な地震データのフレームを格納する装置、画像内の軸
を対称軸として選択する装置、データを対称軸まわりに
分割して第１及び第２のデータセットを作成する手段、
及びデータセットを所定の照合基準に従って比較し、照
合の程度にもとづいて、データのフレームにおける不一
致の程度が所定許容差内かどうかを判定する手段を含
む。

【０００９】通常、上記比較手段は、データセットを比
較してそれらの不一致の程度を判定する装置と、この照
合装置からの出力に応答して不一致の程度が所定許容差
内かどうかを判定する論理とを含む。

【００１０】好適な実施例の比較手段はまた、画像の不
連続性を示すデータ点を判定し、かかるデータ点のエッ
ジ・リストを作成するエッジ検出器を含む。エッジ・リ
ストは照合装置によって比較の基準として用いられる。
エッジ・リストを照合装置への入力として用いる利点
は、これが通常、もとのデータよりも比較点が少ないと
いう点である（例えば、１２８×１２８の画像で２０５
８edgels、すなわち１６３８４バイト）。これにより比
較プロセスが高速化される。

【００１１】分割手段は、地震データのフレーム全体を
走査してから、第１及び第２のデータセットをエッジ検
出器に個別に引渡すように構成することができる。この
構成では、エッジ検出器によって作成されたエッジ・リ
ストが照合装置によって受取られ比較される。ただし好
適な実施例では、エッジ検出器が地震データのフレーム
全体を走査してから、２つのエッジ・リストが第１及び
第２のデータセットとして作成されるようにエッジ・リ
ストが分割手段によって走査され、照合装置によって比
較される。この後者のアプローチによると計算のオーバ
ヘッドが少なくなる。エッジ検出器に引渡すデータセッ
トが２つではなく１つだからである。エッジ検出プロセ
スでは設定のオーバヘッドが大きい。

【００１２】分割手段はデータを対称軸まわりに分割す
るだけでよい。或いは別にミラーリング手段を追加する
こともできる。ミラーリング手段は第１データセットの
データを再順序づけする。これにより、そのセットを表
わしていた画像のミラー像となる画像によってそのデー
タを表現することができる。好適な実施例の場合、分割
手段はミラーリング手段を含み、比較手段は、第２デー
タセットを再順序づけされた第１データセットと比較す
るように構成される。ミラーリング手段を分割手段に用
いることによって、他の場合よりも大幅に簡素化された
比較手段を使用できる。

【００１３】通常、ミラーリング手段は、分割手段によ
って作成された第１データセットを再順序づけするため
に、画像列から成るそのデータセットからのデータを格
納するバッファを使用する。バッファの内容は逆の順序
で読出され、再順序づけされた第１データセットとして
格納される。

【００１４】選択装置はピーク振幅検出器によって実現
することができる。ピーク振幅検出器は、検出された強
度が最大のデータ位置として対称軸を選択する。ただし
好適な実施例では、選択装置は、データのそのフレーム
に対する爆発の位置づけを示す地震データに含まれる情
報を使い、軸を対称軸として選択する。

【００１５】エッジ検出器は複数のエッジ検出法を採用
できる。ただし好適な実施例では、エッジを検出するた
めのCanny アルゴリズムにより、エッジを表わすデータ
点が識別される。Canny アルゴリズムは、エッジ検出ア
ルゴリズムとして知られており、詳細にはここでは触れ
ない。J．F．Cannyによる"A Computational Approachto
Edge Detection"、IEEE Trans、Pattern Analysis & M
achine Intelligence、6：679-698（１９８６年）には
このアナログについて詳細に説明されている。

【００１６】照合装置は好適な実施例の場合は立体照合
アルゴリズムを用いる。立体照合アルゴリズムとして特
に望ましいのはＰＭＦアルゴリズムである。これは現在
の状況では他の手法よりも効率的であり安定している。

【００１７】通常、地震データは、震動源からの固定点
で取られた震動測定値により作られる地質構造を表わ
す。

【００１８】本発明は、第２の態様から見れば、画像と
して表示できる地震データのフレームの誤差を検出する
方法を提供するものである。この画像は、ある軸のまわ
りに固有の対称性を示すと予測される。この方法は次の
ステップを含む。（ａ）画像として表示できる地震デー
タのフレームを記憶装置に格納するステップ、（ｂ）画
像内の軸を対称軸として選択するステップ、（ｃ）分割
手段を使用して対称軸まわりに画像を分割し、第１及び
第２のデータセットを作成するステップ、及び（ｄ）比
較手段において、所定の照合基準に従ってデータセット
を比較し、照合の程度をもとにデータのフレームの不一
致の程度が所定許容差内かどうか判定するステップであ
る。

【００１９】本発明は、誤差検出の問題を解決するため
に、画像処理のために開発された複数の手法を利用して
ユーザの手間を最小限度にして誤差を高速に検出し、そ
の信頼性を保つ装置を提供するものである。この装置
は、ある種の自然変動を許容した後、対称性からのずれ
を示す地震データのフレームを「指示」（flag）する。
これによりユーザ、通常は地球物理学者が、このフレー
ムを棄却するか他の処理のために取っておくかを決定す
ることができる。

【００２０】

【実施例】図１は、地表面下の岩床域の地質構造を表わ
す地震データを得るために用いられる代表的な手法を示
す。ケーブル線１０は地表面に張られ、各ケーブルは複
数のジオホン・センサ２０を含む。音源３０はケーブル
付近に置かれ、起動されて衝撃を発し、これにより衝撃
波が地中に伝わる。衝撃波は地表４０内の様々な岩床層
５０から反射し、反射波がジオホン・センサ列２０によ
って検出される。次に音源３０が別の場所に移されて再
び衝撃が発せられる。このプロセスは数回繰返されて、
別々の地点での地震データのフレームが多数得られる。

【００２１】このデータは研究所で処理される。各ケー
ブルについて、ある衝撃についてそのケーブル上の各種
ジオホン・センサで受信されたデータは、図６に示すよ
うな画像６１０を作成するために用いることができる。
画像６１０で、ｘ軸はジオホン位置（すなわちトレー
ス）を、ｙ軸は時間に相当する。図６はセンサのケーブ
ルから取られた生の地震データのフレームと、誤差検出
時の各段階を表わす他の各種画像を示す。この図はあく
まで便宜的なものであり、本発明の好適な実施例の場
合、データをグラフィックに表わす必要はない。図６に
はいくらか理想化したサンプルを示しているが、一般的
にこれに似た対称軸がある。

【００２２】コンピュータ・ビジョンに関する文献は、
対称軸を検出するための様々な手法を示している。例え
ば、Scott、Turner及びZissermannらによる"Using a Mi
xedWave/Diffusion Process to Elicit the Symmetry S
et"、Proceedings of theFourth Alvey Vision Confere
nce、University of Manchester、page 221（１９８８
年８月３１日乃至９月２日）及びHong、Tanらによる"Re
cognize theSimilarity Between Shapes under Affine
Transformation"、IEEE SecondInternational Conferen
ce on Computer Vision、page 489 （１９８８年１２月
５日乃至１２月８日）がある。これらは特に安定度が高
いわけではなく効率的でもない。コンピュータ・ビジョ
ン分野のアプリケーションは、一般的には簡素化された
人工的な画像である。地震データに関する問題は、性質
がかなり異なるが、これは一般に情報の量が格段に多い
一方、画像全体が普通は垂直な（岩床の境界がほぼ水平
になる傾向を示すため）かなり明白な軸のまわりに対称
性を示すという単純化がある。これまでの対称性検出器
は複雑な手法を用いる。つまり、対称軸を見つけるとい
う問題を重視する。このような手法が地震データの代表
的なフレームに必要でないことは明らかである。

【００２３】本発明の好適な実施例では、直截的なピー
ク検出器を使用することによって、またはジオホンに対
する衝撃の位置づけについての情報を使用することによ
って、対称軸を見つける問題が解決される。この詳細に
ついては図３を参照して後述する。軸が識別されると、
照合の問題は軸の左側のデータセットと軸の右側のデー
タセットの比較の問題になる。

【００２４】図２は、地震データのフレームの誤差を検
出するための、本発明を実現する２つの手法のハイレベ
ル・ブロック図である。いずれの手法でも、最初のステ
ップとして、画像１００によって表わされる地震データ
のフレームの対称軸が識別される。

【００２５】手法（ａ）が選択された場合、地震データ
は２つのデータセットに分けられる。第１セットは、画
像１００の左半分によって表わされるデータを、第２セ
ットは画像１００の右半分によって表わされるデータを
それぞれ格納する。第１セットのデータは次に、先にそ
のセットを表わしていた画像のミラー像である画像によ
って表わされるように再順序づけされる。左のセットは
画像１２０によって表わされ、第２セットは画像１３０
によって表わされる。

【００２６】次に、２つのデータセットが別々にエッジ
検出器に送られる。通常エッジ検出器は"Canny" のエッ
ジ検出法を用いる。これにより２つのエッジ・リスト１
４０、１５０が作成される。このコンテクストでのエッ
ジは、もとのデータまたはそのデータを表わす画像の領
域の境界に伴う強度の不連続性と定義することができ
る。

【００２７】最後に２つのエッジ・リストが照合装置１
６０に送られて比較される。照合装置はそこで、何らか
の対称性照合方法をエッジ・リストに適用しなければな
らない。データセットの１つは再順序づけ（または「ミ
ラーリング」）されているので、実行すべき比較は２台
のカメラ（或いは２つの目）が、少し異なる２つの視界
をとらえるような立体像における画像対の照合に似てい
るとみることができる。立体照合には信頼性の高いアル
ゴリズムが利用できる。Pollard らによるＰＭＦアルゴ
リズムは特に適している。このアルゴリズムの詳細につ
いては、S．B．Pollard、J．E．W．Mayhew及びJ．P．Fr
isbyらによる"PMF：A StereoCorrespondence Algorithm
using a Disparity Gradient Constraint"、Perceptio
n、14：449-470（１９８５年）を参照されたい。

【００２８】手法（ｂ）が取られた場合、エッジ検出は
対称軸の識別の直後に、地震データのフレームの分割前
に実行される。これによりエッジ・リスト１７０が作成
され、地震データのフレーム全体に見られる不連続性が
全てこのリストに含まれる。このエッジ・リストは次
に、対称軸の細目により分割され、２つのエッジ・リス
トが作成される。第１エッジ・リストは後述するプロセ
スで再順序づけされ、修正された第１エッジ・リストが
作成される。これはグラフィックに表示されれば、修正
前の第１エッジ・リストの表現の「ミラー像」になる。
これら２つのエッジ・リスト１８０、１９０は次に照合
装置１６０に送られて比較される。

【００２９】手法（ｂ）は、エッジ検出段に送られるデ
ータセットが１つだけであって、計算のオーバヘッドが
少なくなるので手法（ａ）よりも望ましい。

【００３０】以下、本発明の好適な実施例の装置につい
て、図３のブロック図を参照しながら説明する。

【００３１】ある地震テスト群の結果は、磁気テープ装
置等の外部記憶装置２１０に格納される。これらの結果
が得られた調査域の岩床分布について一般的な理解があ
れば、何らかの前処理で生データを修正することができ
る。音は物質の密度が増すとその物質内を高速に伝播す
るので、岩床分布の知識により調査域の速度分布を理解
でき、これによって記憶装置２１０に格納された生デー
タに修正要因を導入することができる。この修正が行な
われれば、このような地震データを表わす画像は、ある
軸のまわりに固有の対称性を示すと予測される。この修
正法は、かかる地震データに一般的に適用されるもので
あり、詳細にはここでは触れない。

【００３２】前処理で修正が行なわれると、装置２００
が起動され、地震データの１フレームが外部記憶装置２
１０から内部記憶装置２２０に読込まれる。このデータ
は、データの幅と深さについての情報、及びジオホン・
センサに対する衝撃の位置づけについての情報も含む。

【００３３】次に軸検出器２４０が地震データにアクセ
スし、軸を対称軸として選択する。１実施例では、軸検
出器が直截的なピーク検出法により、強度が最大のデー
タ内の位置を判定する。この位置は垂直対称軸のｘ座標
として用いられる。

【００３４】しかし好適な実施例の場合、軸検出器はデ
ータのそのフレームに対する衝撃の位置づけを示すデー
タ内の情報を見つけることによって機能し、その位置を
ｘ座標として用いて垂直対称軸を作成する。

【００３５】次に、地震データのフレームがエッジ検出
器２５０に送られ、Canny のエッジ検出ルーチンがデー
タに対して実行され、データ内の不連続性を表わすデー
タ点（これらは図形上は、勾配が最大の線分または強度
が急激に変化する線分）が識別される。これらのデータ
点はエッジ・リスト１７０として格納され、分割手段２
６０に送られる。分割手段はまた、軸検出器２４０から
対称軸の細目を受取る。

【００３６】分割手段２６０は、エッジ・リストを２つ
の別々のリストに分け、対称軸の一方のデータ点は第１
エッジ・リストに、対称軸のもう一方のデータは第２エ
ッジ・リストにそれぞれ格納する。これが行なわれる
と、分割手段２６０内のミラーリング手段が起動されて
第１リストが再順序づけされる。この再順序づけは、第
１エッジ・リストが、変更されていない第１エッジ・リ
ストを表わす画像の射影（または「ミラー」）である画
像によって表わされるものである。この分割と再順序づ
けに用いられる手法については図４を参照しながら後述
する。

【００３７】第２エッジ・リスト１９０と再順序づけさ
れた第１エッジ・リスト１８０は次に照合装置１６０に
送られる。照合装置１６０ではＰＭＦ立体照合アルゴリ
ズムがエッジ・リストに対して実行される。これにより
一方のエッジ・リストにおけるエッジ点が、もう一方の
エッジ・リストにおけるエッジ点に一致するか、または
一致しないかの比率についての統計が取られる。好適な
実施例の場合、この照合アルゴリズムにより、平均不均
衡と平均絶対不均衡の値も得られる。照合された点の各
対について、この不均衡は一方のエッジ・リストにおけ
る点と、もう一方のエッジ・リストからこれに射影され
たミラー点との変位である。

【００３８】次に好適な実施例では、軸検出器が対称軸
のｘ座標から左側へ１単位（例えば隣接した２つのジオ
ホン・センサ間の距離）変更する。分割手段と照合装置
が次に、この新しい対称軸により上述の手続きを繰返
し、新しい統計群を取る。次にこの手続き全体がもう１
度繰返されるが、対称軸は１単位だけもとの対称軸の右
側に移される。

【００３９】この後、照合装置は３つの平均絶対不均衡
値を（各対称軸に１つ）生成している。対称軸のもとの
ｘ座標を"Ａ"とし、不均衡値を"ｄ"とすると照合装置は
次の情報を生成することになる。

【００４０】ｄ₁がｄ₂、ｄ₃よりも小さい場合、ＡＸＩ
Ｓ_Aは不均衡値が局所的に最小の軸であり、照合装置１
６０によって生成された統計は次に判定論理２７０に送
られる。ｄ₂またはｄ₃の値がｄ₁ より小さい場合はプロ
セスが別に繰返され、不均衡値が最小の軸の左側または
右側に１単位ずらした対称軸が選択される。例えば、ｄ
₂の不均衡値がｄ₁とｄ₃よりも小さい場合、別の繰返し
は"Ａ−２" のｘ座標を持つ対称軸で行なわれる。これ
により不均衡値がｄ₂よりも大きくなる場合、ｄ₂は局所
最小値であり、対称軸がＡ−１のｘ座標を持つ時に照合
装置１６０からの出力によって生成された統計は判定論
理２７０に送られる。

【００４１】局所最小不均衡値を出した対称軸が識別さ
れると、判定論理２７０が照合装置によって出力された
統計（不均衡値、一致したエッジの割合等）が、ユーザ
によって設定されたしきい値内かどうかを判定する。し
きい値内であれば、内部記憶装置２２０に格納されたデ
ータのフレームをデータ処理段２８０に直接引渡すこと
ができる。しきい値内であるということは、データのフ
レームに誤差がないと認められ、よって処理に適するか
らである。統計がしきい値よりも大きい場合は、データ
のフレームが参照されユーザ評価２９０が行なわれる。
しきい値より大きいということは、許容できない比率の
誤差が含まれるからである。通常、ユーザは有能な地球
物理学者でありデータのフレームを表わす画像から、そ
の「良／不良」をチェックする。データが「不良」とユ
ーザが判断した場合、そのデータのフレームは捨てられ
る。一方、データが受入れられると判断した場合は、デ
ータのフレームをデータ処理段２８０に送る。

【００４２】通常、統計の理想的なしきい値は、初期調
整時にユーザによってセットされる。初期調整では、ユ
ーザが地震データの複数のフレームを従来の標準的な主
観的アプローチによりチェックし、各フレームの
「良」、「不良」を判定する。次にこれら同じデータの
フレームが１つずつ好適な実施例の装置に送られ、判定
論理２７０がそれをユーザ評価に委ねるかどうかがチェ
ックされる。理想的には、ユーザによって不良とされた
ものだけが委ねられるが、通常は、何らかの妥協点に達
するまではしきい値を操作する必要がある（例えば、不
良フレームを全てユーザ評価にかけ、また良好なフレー
ムの１部をこれに加える）。

【００４３】判定論理は、データのフレームの質に関す
るその判定を行なう時に複数のフィーチャを考慮するよ
うに変更することができる。ＰＭＦアルゴリズムによっ
て生成される不均衡値は、この判定プロセスの１部とし
て望ましい統計と認められている。平均絶対不均衡値
が、予測された対称軸の領域で最小値に達しない場合は
誤差の存在が考えられる。この事実は判定論理２７０で
用いることができる。また、良好データの場合、最小不
均衡値と平均絶対不均衡曲線の深さは選択されたしきい
値を下回る。更に、不均衡曲線は補助最小値を示さな
い。この情報から判定論理は良好な機能を示している。

【００４４】上述の装置を使用することで、人手をかけ
ることなく多くの画像を検査することができる。しきい
値の選択が適切であれば、ユーザ評価に委ねられる画像
は極めて小数になる。ユーザは誤差の見逃しを最小限に
しながらスループットを最大にするために、しきい値の
最適バランスを決定することができる。

【００４５】垂直軸が候補対称軸として選択される上記
の手法は、地震データがおよそ水平な岩床界面からの反
射を表わす時に良好とみられる。ただし、岩床界面が水
平方向に対してかなりの角度にある場合は、このような
界面を表わすフレームは良好な照合を見せないはずであ
り、ユーザに委ねられることになる。その時ユーザは、
委ねられたデータが実際には「良好」なデータである
が、対称軸が垂直方向からわずかにずれていることに気
づき、そのデータを棄却するのではなく後処理にまわす
ことになる。

【００４６】上記の他、何らかのスキュー補正回路によ
り、プロセスの適切な段階で補正を行なうこともでき
る。

【００４７】以下、エッジ・リストの分割と再順序づけ
のプロセスについて、図４の流れ図を参照しながら詳述
する。

【００４８】ステップ４１０で音源のその衝撃時の位置
づけについての、地震データのフレームに格納された情
報で対称軸が作成される。このプロセスは、先に図３を
参照して説明した軸検出器２４０によって実行される。

【００４９】ステップ４２０で地震データのフレームか
ら、そのフレームについてのCannyのエッジ検出からエ
ッジ・リストが作成される。Canny エッジ検出法の出力
は、不連続性が生じるデータ点全てを列挙したエッジ・
リストである。

【００５０】次にステップ４３０でリストの第１データ
点がアクセスされ、そのｘ座標値が、ステップ４１０で
判定された対称軸のｘ座標と比較される。好適な実施例
の場合、この比較で対称軸のｘ座標がデータ点のｘ座標
から減算される。減算の結果が正であれば（ステップ４
４０）、データ点は第２エッジ・リストに直接書込まれ
る（ステップ４５０）。正の値はエッジ点が対称軸の右
側にあることを示し、減算の結果の値から、対称軸から
のそのオフセットを反映するよう調整されたデータ点の
位置がわかる。

【００５１】結果が負の場合、プロセスはステップ４６
０に進み、現在のデータ点が先に処理されたデータ点と
は異なる行にあるかどうかが判定される。そうでない場
合、現在のデータ点は一時バッファに書込まれる（ステ
ップ４７０）。現在のデータ点が新しい行にある場合
は、一時バッファに既にある内容が逆の順序で読出さ
れ、第１エッジ・リストに格納される（ステップ４８
０）。次にバッファがクリアされ（ステップ４９０）、
現在のデータ点がバッファに書込まれる（ステップ４７
０）。これにより常に１行の内容だけがバッファに格納
される。

【００５２】このようなデータ点（減算の結果が負）を
第１エッジ・リストに直接にではなくバッファに書込む
のは次のような理由による。負の値は図６に示すよう
に、データ点が対称軸の左側にあることを示す。再順序
づけ（または「ミラーリング」）は、後の左側のエッジ
・リストと右側のエッジ・リストの比較を複雑にしない
ために、対称軸の左側の全てのデータ点について行なう
のが望ましい。ただし、左側のエッジ点それぞれについ
て、これはエッジの向きの変更及び軸に対する位置の調
整を伴う。簡単な「ミラーリング」自体は、比較プロセ
スがエッジ・リストの順序づけにある程度依存するので
不充分である。従って、左側のエッジについてはエッジ
点をデータの各行内で再順序づけしなければならない。
そのためには、所定の行について左側のエッジ点を全て
バッファに収集してから再順序づけを実行する必要があ
る。

【００５３】ステップ５００でエッジ・リストの全ての
データ点が対称軸と比較されたかどうか判定される。そ
うでない場合、プロセスはステップ４３０に戻り、残り
のエッジ点の１つについて減算が行なわれる。エッジ点
が全て比較され、第２エッジ・リスト、第１エッジ・リ
スト、または一時バッファに書込まれた場合、プロセス
はステップ５１０に進む。このステップでバッファに残
っているデータ点（最終行に対応）が逆の順序で読出さ
れ、第１エッジ・リストに格納される。ここで上述の所
要再順序づけが行なわれたことになる。最後にバッファ
がクリアされ（ステップ５２０）、両方のエッジ・リス
トが照合装置１６０に送られる（ステップ５３０）。

【００５４】図５はこの再順序づけのプロセスを示す。
地震データのフレームは画像５５０で表わされる。これ
はｎ番目の時間枠（または行）の詳細を示す。エッジ・
リストの１部、ｎ番目の行の部分は５６０に示した。こ
こで、行ｎについて４つのエッジ点Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、
Ｃ４がエッジ検出器によって識別されているのがわか
る。

【００５５】図５に示した減算ステップは、行ｎのエッ
ジ点のｘ座標から対称軸のｘ座標を減算することで、Ｃ
１、Ｃ２では負の値が、Ｃ３、Ｃ４では正の値が得られ
ることを示す。正の値は第２（または右側）エッジ・リ
ストに直接書込まれ（その１部は５８０）、負の値の絶
対値がバッファ５７０に書込まれる。

【００５６】再順序づけのステップでは、第１の左側の
エッジ点が行ｎ＋１に達した時、行ｎの値がバッファ５
７０から逆の順序で読出され、第１（または左側）エッ
ジ・リストに格納される（その１部を５９０に示す）。
このようにして第１エッジ・リストが、再順序づけなく
作成された第１エッジ・リストを表わす画像の射影（ま
たは「ミラー」）である画像によって表わされるデータ
点で埋められることになる。

【００５７】図６はセンサのケーブルから得られた生の
地震データのフレームと、誤差検出時に各段階を表わす
他の各種画像を示す。上述した通り、これらの画像はあ
くまで便宜上ここに示しており、好適な実施例の装置の
典型的な動作時に再現する必要はないものである。

【００５８】画像６１０はある衝撃についてジオホン・
センサの１ケーブルから取られた生データのフレームを
示す。この画像は好適には、従来のノイズ補正法により
ノイズが補正されたものである。画像６２０からエッジ
検出器２５０によって作成されたエッジ・リストを表わ
すために生成可能な画像がわかる。軸検出器２４０によ
って生成される対称軸は画像６２０に重ね合わせた形で
示している。

【００５９】上記の通り、分割手段は画像６２０によっ
て表わされるエッジ・リストを取り込み、右側と左側の
エッジ・リストを作成する。左側のリストのデータは再
順序づけされている。これら２つのエッジ・リストは各
々、画像６３０、６４０で表わされる。画像６５０は照
合装置１６０によって照合されたデータ点の比率を、画
像６６０は一致しないデータ点の比率を示す。

【００６０】上記の好適な実施例の値（図２の手法
（ｂ）に相当）は、エッジ検出を１回実行することで、
（その後に効率的な分割プロセスが実行され）、計算の
オーバヘッドを少なくするものである。その効率は、対
称になるように工夫された地震衝撃を処理して、２つの
側面で１００％の一致を得ることにより実証されてい
る。

【００６１】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。

【００６２】（１）ある軸のまわりに固有の対称性を示
すと予測される画像として表示できる地震データのフレ
ームの誤差を検出する装置であって、画像として表示で
きる地震データのフレームを格納する装置と、上記画像
内の軸を対称軸として選択する装置と、上記対称軸のま
わりのデータを分割して第１及び第２のデータセットを
作成する装置と、所定の照合基準に従って上記データセ
ットを比較し、照合の程度をもとに、データのフレーム
の不一致の程度が所定許容差内かどうかを判定する手段
と、を含む地震データ誤差検出装置。（２）上記比較手段が、データセットを比較して上記セ
ットの一致の程度を判定する装置と、上記照合装置から
の出力に応答して、不一致の程度が上記所定許容差内に
あるかどうかを判定する論理と、を含む、上記（１）に
記載の地震データ誤差検出装置。（３）上記比較手段が、画像内の不連続性を表わすデー
タ点を判定して、上記照合装置による比較の基準として
用いられる、上記データ点のエッジ・リストを作成する
エッジ検出器、を含む、上記（２）に記載の地震データ
誤差検出装置。（４）上記分割手段が、上記第１及び第２のデータセッ
トを上記エッジ検出器に引渡す前に、地震データのフレ
ーム全体を処理し、上記エッジ検出器によって作成され
たエッジ・リストが、上記照合装置によって受取られて
比較される、上記（３）に記載の地震データ誤差検出装
置。（５）上記エッジ検出器が、地震データのフレーム全体
を処理し、次に上記エッジ・リストが、上記分割手段に
よって、上記第１及び第２のデータセットとして２つの
エッジ・リストが作成されて上記照合装置によって比較
されるように処理される、上記（３）に記載の地震デー
タ誤差検出装置。（６）上記分割手段が、上記第１データセットのデータ
を、先に上記セットを表わしていた画像のミラー像とな
る画像によって表わされるように再順序づけするミラー
リング手段を含み、上記比較手段が上記第２データセッ
トを、再順序づけされた上記第１データセットと比較す
る、上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の地震デー
タ誤差検出装置。（７）上記ミラーリング手段が、上記分割手段によって
作成された上記第１データセットを、上記データセット
からの画像の行から成るデータを格納するためのバッフ
ァを使用することによって再順序づけし、上記バッファ
の内容が逆の順序で読出されて、再順序づけされた上記
第１データセットとして格納される、上記（５）または
（６）に記載の地震データ誤差検出装置。（８）上記選択装置が、上記対称軸を検出された強度が
最大のデータ内の位置として選択するピーク振幅検出器
である、上記（１）乃至（７）のいずれかに記載の地震
データ誤差検出装置。（９）上記選択装置が、地震データに含まれるデータの
そのフレームについての衝撃の位置づけを示す情報を使
用して、ある軸を上記対称軸として選択する、上記
（１）乃至（７）のいずれかに記載の地震データ誤差検
出装置。（１０）上記エッジ検出器が、canny のエッジ検出アル
ゴリズムを使用して、エッジを表わす上記データ点を識
別する、上記（３）乃至（９）のいずれかに記載の地震
データ誤差検出装置。（１１）上記照合装置が立体照合アルゴリズムを使用す
る、上記（１）乃至（１０）のいずれかに記載の地震デ
ータ誤差検出装置。（１２）上記立体照合アルゴリズムがＰＭＦアルゴリズ
ムである、上記（１１）に記載の地震データ誤差検出装
置。（１３）ある軸のまわりに固有の対称性を示すと予測さ
れる画像として表示できる地震データのフレームの誤差
を検出する方法であって、（ａ）画像として表示できる
地震データのフレームを記憶装置に格納するステップ
と、（ｂ）画像内のある軸を対称軸として選択するステ
ップと、（ｃ）分割手段により、上記画像を上記対称軸
のまわりに分割して第１及び第２のデータセットを作成
するステップと、（ｄ）比較手段において、上記データ
セットを所定の照合基準に従って比較し、照合の程度を
もとにデータのフレームの不一致の程度が所定許容差内
にあるかどうかを判定するステップと、を含む地震デー
タ誤差検出方法。（１４）比較ステップ（ｄ）が、（ｉ）照合装置におい
て、エッジ・リストを比較して、上記リストによって表
わされるエッジの一致の程度を判定するステップと、
（ｉｉ）上記照合装置の出力に応答して、不一致の程度
が上記所定許容差内にあるかどうかを判定するステップ
と、を含む、上記（１３）に記載の地震データ誤差検出
方法。（１５）比較ステップ（ｄ）が、比較ステップ（ｉ）の
前に、（ｉｉｉ）エッジ検出器において、上記画像内の
不連続性を表わすデータ点を判定し、上記データ点の上
記照合装置による比較の基準として用いられるエッジ・
リストを作成するステップ、を含む、上記（１４）に記
載の地震データ誤差検出方法。（１６）分割ステップ（ｃ）が比較ステップ（ｄ）のい
ずれかのステップの前に実行される、上記（１２）乃至
（１５）のいずれかに記載の地震データ誤差検出方法。（１７）エッジ検出ステップ（ｄ）（ｉｉｉ）が、デー
タの全フレームに対して実行され、上記エッジ・リスト
がステップ（ｃ）の入力として、ステップ（ｄ）（ｉ）
で比較に用いられる上記第１及び第２のデータセットと
して２つのエッジ・リストを作成するように用いられ
る、上記（１５）に記載の地震データ誤差検出方法。（１８）分割ステップ（ｃ）が、上記第１データセット
内のデータを、先に上記セットを表わしていた画像のミ
ラー像となる画像によって表わされるように再順序づけ
し、上記第２データセットを、再順序づけされた上記第
１データセットと比較するミラーリング・ステップを含
む、上記（１３）乃至（１７）のいずれかに記載の地震
データ誤差検出方法。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、地震データのフレーム
の誤差を検出するための、人手を大幅に少なくした改良
された方法、装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】地震データの収集に用いられる代表的な構造を
示す図である。

【図２】本発明を採用した２つの手法を示す図である。

【図３】本発明の好適な実施例に従った装置の要素を示
すブロック図である。

【図４】エッジ・リストの分割と再順序づけに伴うステ
ップを示す流れ図である。

【図５】分割手段による再順序づけを示す図である。

【図６】センサのケーブルから得られた生の地震データ
のフレームと、誤差検出時の各段階を表わす他の各種画
像を示す図である。

【符号の説明】

２０ジオホン・センサ１６０照合装置２１０外部記憶装置２２０内部記憶装置２４０軸検出器２５０エッジ検出器２６０分割手段２７０判定論理２８０データ処理段２９０ユーザ評価

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 594110424 ウエストン・アトラス・インターナショナル・インコーポレーテッドアメリカ合衆国10504、テキサス州ハウストン，ウエスザーマ・ロード 10205 (72)発明者ジョン・ブライアン・イボットソンイギリス、エス・オー３６エヌ・ワイ、ハンプシャー、サザンプトン、ロックス・ヒース、ウォーサシュ・ロード 257 (72)発明者ジョン・マイケル・ナップマンイギリス、エス・オー５２ディ・ユー、ハンプシャー、チャンドラーズ・フォード、ウインチェスター・ロード 187 (72)発明者コリン・レオナルド・バードイギリス、エス・オー５７エヌ・エイ、ハンプシャー、イーストレイ、フェアー・オーク、レイノルズ・ロード 32 (72)発明者シドニー・ジョージ・チャップマンイギリス、エス・オー21 ３エイチ・ゼット、ハンプシャー、ウインチェスター、サウス・ウォンストン、オークランド２ (72)発明者イアン・ヘンダーソンイギリス、エヌ・ジェイ40 ４ディ・エフ、ベッドフォード、カットクリフェ・プレイス 26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ある軸のまわりに固有の対称性を示すと予
測される画像として表示できる地震データのフレームの
誤差を検出する装置であって、画像として表示できる地震データのフレームを格納する
装置と、上記画像内の軸を対称軸として選択する装置と、上記対称軸のまわりのデータを分割して第１及び第２の
データセットを作成する装置と、所定の照合基準に従って上記データセットを比較し、照
合の程度をもとに、データのフレームの不一致の程度が
所定許容差内かどうかを判定する手段と、を含む地震データ誤差検出装置。
【請求項２】上記比較手段が、データセットを比較して上記セットの一致の程度を判定
する装置と、上記照合装置からの出力に応答して、不一致の程度が上
記所定許容差内にあるかどうかを判定する論理と、を含む、請求項１記載の地震データ誤差検出装置。
【請求項３】上記比較手段が、画像内の不連続性を表わすデータ点を判定して、上記照
合装置による比較の基準として用いられる、上記データ
点のエッジ・リストを作成するエッジ検出器、を含む、請求項２記載の地震データ誤差検出装置。
【請求項４】上記分割手段が、上記第１及び第２のデー
タセットを上記エッジ検出器に引渡す前に、地震データ
のフレーム全体を処理し、上記エッジ検出器によって作
成されたエッジ・リストが、上記照合装置によって受取
られて比較される、請求項３記載の地震データ誤差検出
装置。
【請求項５】上記エッジ検出器が、地震データのフレー
ム全体を処理し、次に上記エッジ・リストが、上記分割
手段によって、上記第１及び第２のデータセットとして
２つのエッジ・リストが作成されて上記照合装置によっ
て比較されるように処理される、請求項３記載の地震デ
ータ誤差検出装置。
【請求項６】上記分割手段が、上記第１データセットの
データを、先に上記セットを表わしていた画像のミラー
像となる画像によって表わされるように再順序づけする
ミラーリング手段を含み、上記比較手段が上記第２デー
タセットを、再順序づけされた上記第１データセットと
比較する、上記いずれかの請求項記載の地震データ誤差
検出装置。
【請求項７】上記ミラーリング手段が、上記分割手段に
よって作成された上記第１データセットを、上記データ
セットからの画像の行から成るデータを格納するための
バッファを使用することによって再順序づけし、上記バ
ッファの内容が逆の順序で読出されて、再順序づけされ
た上記第１データセットとして格納される、請求項５ま
たは６記載の地震データ誤差検出装置。
【請求項８】上記選択装置が、上記対称軸を検出された
強度が最大のデータ内の位置として選択するピーク振幅
検出器である、上記いずれかの請求項記載の地震データ
誤差検出装置。
【請求項９】上記選択装置が、地震データに含まれるデ
ータのそのフレームについての衝撃の位置づけを示す情
報を使用して、ある軸を上記対称軸として選択する、請
求項１乃至７のいずれかに記載の地震データ誤差検出装
置。
【請求項１０】上記エッジ検出器が、canny のエッジ検
出アルゴリズムを使用して、エッジを表わす上記データ
点を識別する、請求項３乃至９のいずれかに記載の地震
データ誤差検出装置。
【請求項１１】上記照合装置が立体照合アルゴリズムを
使用する、上記いずれかの請求項記載の地震データ誤差
検出装置。
【請求項１２】上記立体照合アルゴリズムがＰＭＦアル
ゴリズムである、請求項１１記載の地震データ誤差検出
装置。
【請求項１３】ある軸のまわりに固有の対称性を示すと
予測される画像として表示できる地震データのフレーム
の誤差を検出する方法であって、（ａ）画像として表示できる地震データのフレームを記
憶装置に格納するステップと、（ｂ）画像内のある軸を対称軸として選択するステップ
と、（ｃ）分割手段により、上記画像を上記対称軸のまわり
に分割して第１及び第２のデータセットを作成するステ
ップと、（ｄ）比較手段において、上記データセットを所定の照
合基準に従って比較し、照合の程度をもとにデータのフ
レームの不一致の程度が所定許容差内にあるかどうかを
判定するステップと、を含む地震データ誤差検出方法。
【請求項１４】比較ステップ（ｄ）が、（ｉ）照合装置において、エッジ・リストを比較して、
上記リストによって表わされるエッジの一致の程度を判
定するステップと、（ｉｉ）上記照合装置の出力に応答して、不一致の程度
が上記所定許容差内にあるかどうかを判定するステップ
と、を含む、請求項１３記載の地震データ誤差検出方法。
【請求項１５】比較ステップ（ｄ）が、比較ステップ
（ｉ）の前に、（ｉｉｉ）エッジ検出器において、上記画像内の不連続
性を表わすデータ点を判定し、上記データ点の上記照合
装置による比較の基準として用いられるエッジ・リスト
を作成するステップ、を含む、請求項１４記載の地震データ誤差検出方法。
【請求項１６】分割ステップ（ｃ）が比較ステップ
（ｄ）のいずれかのステップの前に実行される、請求項
１２乃至１５のいずれかに記載の地震データ誤差検出方
法。
【請求項１７】エッジ検出ステップ（ｄ）（ｉｉｉ）
が、データの全フレームに対して実行され、上記エッジ
・リストがステップ（ｃ）の入力として、ステップ
（ｄ）（ｉ）で比較に用いられる上記第１及び第２のデ
ータセットとして２つのエッジ・リストを作成するよう
に用いられる、請求項１５記載の地震データ誤差検出方
法。
【請求項１８】分割ステップ（ｃ）が、上記第１データ
セット内のデータを、先に上記セットを表わしていた画
像のミラー像となる画像によって表わされるように再順
序づけし、上記第２データセットを、再順序づけされた
上記第１データセットと比較するミラーリング・ステッ
プを含む、請求項１３乃至１７のいずれかに記載の地震
データ誤差検出方法。