JPH10282246A - 圧縮された地震データ送信方法 - Google Patents
圧縮された地震データ送信方法Info
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- JPH10282246A JPH10282246A JP9351069A JP35106997A JPH10282246A JP H10282246 A JPH10282246 A JP H10282246A JP 9351069 A JP9351069 A JP 9351069A JP 35106997 A JP35106997 A JP 35106997A JP H10282246 A JPH10282246 A JP H10282246A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/22—Transmitting seismic signals to recording or processing apparatus
Landscapes
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Selective Calling Equipment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、フィールドに配置された多数の
収集ユニット（Ａ）により、それぞれの地震受信器
（Ｒ）を用いてピックアップされた地震信号を中央ステ
ーション（ＣＳ）に送信する２相送信方法の提供。 【解決手段】 二相送信の第一のフェーズにおいては、
圧縮した地震データと、その損失補償データの一部を送
信し、その圧縮率は連続した地震の送信−受信サイクル
の間の時間間隔に挿入可能であり、第二のフェーズにお
いては、第一のフェーズでの圧縮伝送による損失を補償
するデータの残り分を送出する。その第二のフェーズの
伝送品質は第一のフェーズの伝送品質以下であることが
可能な二相送信方法である。
収集ユニット（Ａ）により、それぞれの地震受信器
（Ｒ）を用いてピックアップされた地震信号を中央ステ
ーション（ＣＳ）に送信する２相送信方法の提供。 【解決手段】 二相送信の第一のフェーズにおいては、
圧縮した地震データと、その損失補償データの一部を送
信し、その圧縮率は連続した地震の送信−受信サイクル
の間の時間間隔に挿入可能であり、第二のフェーズにお
いては、第一のフェーズでの圧縮伝送による損失を補償
するデータの残り分を送出する。その第二のフェーズの
伝送品質は第一のフェーズの伝送品質以下であることが
可能な二相送信方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、利用可能な伝送路
の使用を最適化するために圧縮技術を用いるデータ伝送
方法に関する。
の使用を最適化するために圧縮技術を用いるデータ伝送
方法に関する。
【０００２】本発明による地震データ伝送方法は、記録
トラックのような中央ステーションに頻繁に大量のデー
タを転送する必要のある地震探査の分野で特に応用され
る。信号は、地震源により放射され地下の不連続により
返送される振動に対応して、調査対象の地質学的層群に
関連する非常に多数の地震計のような受信器によりピッ
クアップされる。ピックアップされた信号は、一つまた
は複数の受信器により受信された信号を集め、ディジタ
ル化し、様々な複雑さの前処理を施し、ケーブル、光フ
ァイバー、無線チャネル等のような伝送路により収集ス
テーションに実時間若しくは遅延伝送するに先立って、
ローカルメモリに蓄積するよう設計された、時には数千
キロメートルの距離にわたって分散されるローカル収集
ユニットにより収集される。
トラックのような中央ステーションに頻繁に大量のデー
タを転送する必要のある地震探査の分野で特に応用され
る。信号は、地震源により放射され地下の不連続により
返送される振動に対応して、調査対象の地質学的層群に
関連する非常に多数の地震計のような受信器によりピッ
クアップされる。ピックアップされた信号は、一つまた
は複数の受信器により受信された信号を集め、ディジタ
ル化し、様々な複雑さの前処理を施し、ケーブル、光フ
ァイバー、無線チャネル等のような伝送路により収集ス
テーションに実時間若しくは遅延伝送するに先立って、
ローカルメモリに蓄積するよう設計された、時には数千
キロメートルの距離にわたって分散されるローカル収集
ユニットにより収集される。
【０００３】
【従来の技術】さまざまな地震データ伝送システムが、
直接にあるいは多様な複雑さを有するローカルユニット
集線機能、または制御機能を有する中間ステーションを
介してローカル取得ユニットを中央ステーションに接続
するために用いられる。リンクは、例えば本出願人によ
るフランス特許２，７２０，５１８と、２，６９６，８
３９と、２，６０８，７８０と、２，５９９，５３３
と、２，５３８，５６１および、２，５１１，７７２、
あるいは２，６２７，６５２に示すように、ケーブル、
無線リンク、一つまたは複数のリレー、あるいはケーブ
ルと無線リンクの組み合わせ、の手段により提供され得
る。
直接にあるいは多様な複雑さを有するローカルユニット
集線機能、または制御機能を有する中間ステーションを
介してローカル取得ユニットを中央ステーションに接続
するために用いられる。リンクは、例えば本出願人によ
るフランス特許２，７２０，５１８と、２，６９６，８
３９と、２，６０８，７８０と、２，５９９，５３３
と、２，５３８，５６１および、２，５１１，７７２、
あるいは２，６２７，６５２に示すように、ケーブル、
無線リンク、一つまたは複数のリレー、あるいはケーブ
ルと無線リンクの組み合わせ、の手段により提供され得
る。
【０００４】本出願人によるフランス特許Ａ−０２，６
０８，７０は特に、一方は比較的高い伝送速度を有し、
他方は現在の無線伝送規定の枠組においてより容易に入
手可能である伝送周波数の地域的利用可能性により比較
的狭い通過帯域であり得る、２組の伝送路を用いる収集
ユニットの使用について述べている。連続した周期で集
められた地震データは各ユニットの大量記憶装置に蓄積
され、中央制御記録ステーションに断続的に転送され
る。中央ステーションのオペレーターに、各収集ユニッ
トによるデータ取得が正常に進んでいるかを調査させる
ために、比較的狭い通過帯域の伝送路に適合する部分的
データ伝送が行われる。
０８，７０は特に、一方は比較的高い伝送速度を有し、
他方は現在の無線伝送規定の枠組においてより容易に入
手可能である伝送周波数の地域的利用可能性により比較
的狭い通過帯域であり得る、２組の伝送路を用いる収集
ユニットの使用について述べている。連続した周期で集
められた地震データは各ユニットの大量記憶装置に蓄積
され、中央制御記録ステーションに断続的に転送され
る。中央ステーションのオペレーターに、各収集ユニッ
トによるデータ取得が正常に進んでいるかを調査させる
ために、比較的狭い通過帯域の伝送路に適合する部分的
データ伝送が行われる。
【０００５】同じく本出願人によるフランス特許Ａ−
２，６１５，６２７は、多数のテストに耐える信号処理
用の専門的な手段を特に設けた地震取得ユニットと、地
震計と、取得システムエレメントと、収集すべきデータ
の量を減らすために伝送の後で中央ステーションにおい
て行われる地震のトレースの前処理について記述した。
２，６１５，６２７は、多数のテストに耐える信号処理
用の専門的な手段を特に設けた地震取得ユニットと、地
震計と、取得システムエレメントと、収集すべきデータ
の量を減らすために伝送の後で中央ステーションにおい
て行われる地震のトレースの前処理について記述した。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の地震デ
ータ伝送方法とそのシステムは、極めて多数のローカル
ユニットから多数のデータを短時間で収集する必要があ
るので、データの伝送方法に問題があり、圧縮伝送が大
きな課題となっている。
ータ伝送方法とそのシステムは、極めて多数のローカル
ユニットから多数のデータを短時間で収集する必要があ
るので、データの伝送方法に問題があり、圧縮伝送が大
きな課題となっている。
【０００７】特に、いわゆる３次元地震探査の枠組みに
おいて、現在の傾向では、しばしば数千キロメートルに
及ぶ陸上、海上、あるいは沿岸域の探査領域に、数百あ
るいは数千もの地震受信器を配置する。収集され送信さ
れるべきデータの量は絶え間なく増加する。地震システ
ムの進歩を妨げる伝送上の問題を防止するために、地球
物理学者の要求条件と両立するように選択されたデータ
圧縮方法を用いる傾向にある。
おいて、現在の傾向では、しばしば数千キロメートルに
及ぶ陸上、海上、あるいは沿岸域の探査領域に、数百あ
るいは数千もの地震受信器を配置する。収集され送信さ
れるべきデータの量は絶え間なく増加する。地震システ
ムの進歩を妨げる伝送上の問題を防止するために、地球
物理学者の要求条件と両立するように選択されたデータ
圧縮方法を用いる傾向にある。
【０００８】地震データの圧縮は、ローカル収集ユニッ
トおよび／あるいはローカル制御集線ユニットの大量記
憶装置モジュールにおいて多くのスペースを節約でき、
また多くの伝送時間を節約する。
トおよび／あるいはローカル制御集線ユニットの大量記
憶装置モジュールにおいて多くのスペースを節約でき、
また多くの伝送時間を節約する。
【０００９】データ圧縮には多数の方法が存在する。デ
ータ圧縮は、情報損失を伴うかどうかにより、また圧縮
解除の後にデータの改変が許容されるか否かにより、２
つの主要なクラスに分類できる。
ータ圧縮は、情報損失を伴うかどうかにより、また圧縮
解除の後にデータの改変が許容されるか否かにより、２
つの主要なクラスに分類できる。
【００１０】特に地球物理学において、最も関係がある
情報は振幅が、しばしば非常に小さく、いくつかのトレ
ースデータのディジタル処理によってのみ背景騒音から
分離されるので、圧縮損失ができるだけ小さいことが不
可欠である。正確さの上で起こり得る損失は、送信され
た情報が、ただ装置の動作を監視し、サンプルトレース
を視覚化するためのケースで非常に特定のケースにおい
てのみ許容される。
情報は振幅が、しばしば非常に小さく、いくつかのトレ
ースデータのディジタル処理によってのみ背景騒音から
分離されるので、圧縮損失ができるだけ小さいことが不
可欠である。正確さの上で起こり得る損失は、送信され
た情報が、ただ装置の動作を監視し、サンプルトレース
を視覚化するためのケースで非常に特定のケースにおい
てのみ許容される。
【００１１】データ圧縮の公知の方法は、（ａ）情報損
失がない圧縮方法、および（ｂ）復元されたデータはそ
の正確度の一部を失ない情報損失につながる方法の２つ
の系統群に分類できる。
失がない圧縮方法、および（ｂ）復元されたデータはそ
の正確度の一部を失ない情報損失につながる方法の２つ
の系統群に分類できる。
【００１２】ａ）第一の系統群の方法について、データ
の冗長性を除去するような方法、すなわち、各ワードが
参照表中のインデックスにより置換されるいわゆる辞書
方法が引用されてもよい。これらは、圧縮されるファイ
ルが多くの冗長性を有する場合に最も有用である。長い
連続した同一の値を含むファイルに対しては、ＲＬＥ
（ランレングス符号化）として公知の方法が高度に適し
ている。
の冗長性を除去するような方法、すなわち、各ワードが
参照表中のインデックスにより置換されるいわゆる辞書
方法が引用されてもよい。これらは、圧縮されるファイ
ルが多くの冗長性を有する場合に最も有用である。長い
連続した同一の値を含むファイルに対しては、ＲＬＥ
（ランレングス符号化）として公知の方法が高度に適し
ている。
【００１３】データが同じ意味を有し、より少ないスペ
ースを必要とするコードにより置換される、統計的符号
化法もまた公知である。例えばハフマン符号化方法は、
データと関連して、その発生頻度に応じて長さが変化す
るコードから成る。算術符号化方法は、一定のビット数
により、データの可変数を表す。
ースを必要とするコードにより置換される、統計的符号
化法もまた公知である。例えばハフマン符号化方法は、
データと関連して、その発生頻度に応じて長さが変化す
るコードから成る。算術符号化方法は、一定のビット数
により、データの可変数を表す。
【００１４】「ＬＰＣ」（線形予測符号化）として公知
の圧縮技術は、音波を圧縮するのに適している。ＬＰＣ
は本質的に、信号が定常的であると仮定して、ｐ個の先
行サンプルからの予測により、信号サンプルｓ（ｔ）を
置換することから成る。
の圧縮技術は、音波を圧縮するのに適している。ＬＰＣ
は本質的に、信号が定常的であると仮定して、ｐ個の先
行サンプルからの予測により、信号サンプルｓ（ｔ）を
置換することから成る。
【００１５】サンプルｓ（ｔ）を送信する代わりに、そ
の予測ｓt、すなわち予測係数および剰余ｅ（ｔ）、す
なわち、圧縮解除に際して値ｓ（ｔ）＝ｓt＋ｅ（ｔ）
を生成する、実際の値と時刻ｔにおける予測の間の差
が、送信される。もし予測が正しければ、剰余は小さ
く、初期値ｓ（ｔ）より少ないスペースを占有する。ｓ
tの計算に用いた係数の数は一般に小さく、ｓ（ｔ）よ
り少ないスペースを占有する。通常Δ（ｔ）より小さい
振幅を有するｅ（＋）についても同様である。
の予測ｓt、すなわち予測係数および剰余ｅ（ｔ）、す
なわち、圧縮解除に際して値ｓ（ｔ）＝ｓt＋ｅ（ｔ）
を生成する、実際の値と時刻ｔにおける予測の間の差
が、送信される。もし予測が正しければ、剰余は小さ
く、初期値ｓ（ｔ）より少ないスペースを占有する。ｓ
tの計算に用いた係数の数は一般に小さく、ｓ（ｔ）よ
り少ないスペースを占有する。通常Δ（ｔ）より小さい
振幅を有するｅ（＋）についても同様である。
【００１６】より少数のビットを有する信号の最良の可
能なモデルを作ることが目的である、損失を有する圧縮
方法の系統群においては、例えばｎビットの情報がｐ
（ｐ＜ｎ）ビットのみでコード化された他の情報により
表現され、次ぎに圧縮解除に際して相当な損失をもたら
すシフティングにより、これらのｐビットがｎビットに
拡張される定量化方法を引用してもよい。
能なモデルを作ることが目的である、損失を有する圧縮
方法の系統群においては、例えばｎビットの情報がｐ
（ｐ＜ｎ）ビットのみでコード化された他の情報により
表現され、次ぎに圧縮解除に際して相当な損失をもたら
すシフティングにより、これらのｐビットがｎビットに
拡張される定量化方法を引用してもよい。
【００１７】非常に頻繁に画像圧縮に用いられるＤＣＴ
法（離散コサイン変換）のような他の方法によれば、信
号は固定長のブロックに分割され、各ブロックそれぞれ
が、信号の振幅を時間ではなく周波数スペクトルで表す
１セットの係数によりモデル化される。圧縮は最高周波
数の係数を除去することにより出現する。
法（離散コサイン変換）のような他の方法によれば、信
号は固定長のブロックに分割され、各ブロックそれぞれ
が、信号の振幅を時間ではなく周波数スペクトルで表す
１セットの係数によりモデル化される。圧縮は最高周波
数の係数を除去することにより出現する。
【００１８】ウェーブレット変換に基づく他の方法も使
用されており、例えば下記に説明されている。
用されており、例えば下記に説明されている。
【００１９】−Ｂｏｓｍａｎ，Ｃ他、”ウェーブレット
変換を用いる地震データ圧縮”、第８３回ＳＥＧ年次総
会。
変換を用いる地震データ圧縮”、第８３回ＳＥＧ年次総
会。
【００２０】− Ｖｅｔｔｅｒｌｉ，Ｍ他、”ウェーブ
レット及びフィルター・バンク”、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎ
ｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓ
ｓｉｎｇ， Ｖｏｌ． ４０， Ｎｏ． ９， Ｓｅｐ
ｔｅｍｂｅｒ １９９２。
レット及びフィルター・バンク”、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎ
ｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓ
ｓｉｎｇ， Ｖｏｌ． ４０， Ｎｏ． ９， Ｓｅｐ
ｔｅｍｂｅｒ １９９２。
【００２１】−Ｃｏｉｆｍａｎ，Ｒ他、”最適化ウェー
ブ・パケット・ベース”、ＮｕｍｅｒｉｃａｌＡｌｇｏ
ｒｉｔｈｍｓＲｅｓｅａｒｃｈＧｒｏｕｐ，ＹａｌｅＵ
ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ。
ブ・パケット・ベース”、ＮｕｍｅｒｉｃａｌＡｌｇｏ
ｒｉｔｈｍｓＲｅｓｅａｒｃｈＧｒｏｕｐ，ＹａｌｅＵ
ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ。
【００２２】−Ｄａｕｂｅｃｈｉｅｓ，Ｉ、”ウェーブ
レットに関する１０の講義”、ＣＢＭＳ−ＮＳＦ、１９
９３。
レットに関する１０の講義”、ＣＢＭＳ−ＮＳＦ、１９
９３。
【００２３】任意の与えられた信号は、ウェーブレット
の平行移動バージョン（一時的）、および伸長バージョ
ン（周波数）である関数の基底で表現される。ウェーブ
レットによる信号の表現は、異なった係数の一組の集合
に平行移動し、それにより信号はウェーブレット関数基
底から表現されることができる。
の平行移動バージョン（一時的）、および伸長バージョ
ン（周波数）である関数の基底で表現される。ウェーブ
レットによる信号の表現は、異なった係数の一組の集合
に平行移動し、それにより信号はウェーブレット関数基
底から表現されることができる。
【００２４】したがって、信号を送信することは、これ
らの係数を送信することに等しく、信号を圧縮すること
は、係数の一組のより小さい集合により信号を表現する
ことに等しい。
らの係数を送信することに等しく、信号を圧縮すること
は、係数の一組のより小さい集合により信号を表現する
ことに等しい。
【００２５】本発明の目的は最も簡易、かつ適確な地震
データの圧縮方法による地震データ伝送方法とそのシス
テムの提供である。
データの圧縮方法による地震データ伝送方法とそのシス
テムの提供である。
【００２６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る地震データ
の伝送方法は、データ伝送フェーズを、純粋な陸領域お
よび沿岸域の両方における地震調査の古典的順序にフレ
キシブルに統合するために選ばれた公知の符号化技術の
使用から成る。この場合の、取得ユニットにより収集さ
れた地震データは、水中で曳航された地震源、あるい
は、例えば水中銃あるいは空気銃による地震源から発振
された地震波が地下の不連続により偏向送出された波で
あり得る。
の伝送方法は、データ伝送フェーズを、純粋な陸領域お
よび沿岸域の両方における地震調査の古典的順序にフレ
キシブルに統合するために選ばれた公知の符号化技術の
使用から成る。この場合の、取得ユニットにより収集さ
れた地震データは、水中で曳航された地震源、あるい
は、例えば水中銃あるいは空気銃による地震源から発振
された地震波が地下の不連続により偏向送出された波で
あり得る。
【００２７】第一の場合には、例えば爆薬装填が用いら
れる。毎回陸上チームは数個の装填を行い、これらの連
続したショットの時間間隔は比較的短くて良く、例えば
有効な受信ウインドウ、実際には二十あるいは三十分の
１秒で良い。陸上チームが新しい装填を配置できるよう
に、それぞれの一斉投下の間はより長い時間を置く。
れる。毎回陸上チームは数個の装填を行い、これらの連
続したショットの時間間隔は比較的短くて良く、例えば
有効な受信ウインドウ、実際には二十あるいは三十分の
１秒で良い。陸上チームが新しい装填を配置できるよう
に、それぞれの一斉投下の間はより長い時間を置く。
【００２８】第２の場合には、曳き船は平行線に沿って
交互に一方向から次ぎに反対方向からとジグザグに航行
する。伝送−受信−取得サイクルの新しい系列が、使用
する震源をリセットする時間に依存する比較的短い間隔
で、連続した軌道に沿って発生する。サイクルの連続し
た系列の間に、曳き船が位置に着き新しい方向に向けて
新しい軌道を始める迄に比較的長い時間が経過する。
交互に一方向から次ぎに反対方向からとジグザグに航行
する。伝送−受信−取得サイクルの新しい系列が、使用
する震源をリセットする時間に依存する比較的短い間隔
で、連続した軌道に沿って発生する。サイクルの連続し
た系列の間に、曳き船が位置に着き新しい方向に向けて
新しい軌道を始める迄に比較的長い時間が経過する。
【００２９】本発明に係る伝送方法は、地震調査の通常
の操作における多量の地震データ収集時間の不規則な分
布を最大限に活用し、また、フィールドにおける各取得
ユニットによる正確な取得をチェックし、必要最短の伝
送時間で送信されたすべての地震データが損失無しでコ
ンパイルされるように、中央制御ステーションにより地
震データの完全な受信をチェックする制御された伝送を
行うように、設計されている。
の操作における多量の地震データ収集時間の不規則な分
布を最大限に活用し、また、フィールドにおける各取得
ユニットによる正確な取得をチェックし、必要最短の伝
送時間で送信されたすべての地震データが損失無しでコ
ンパイルされるように、中央制御ステーションにより地
震データの完全な受信をチェックする制御された伝送を
行うように、設計されている。
【００３０】本発明に係る方法は、例えば地震のトレー
スあるいはトレースの一部のような地震データをピック
アップする一つまたは複数のローカル収集ユニットと、
中央制御ステーションの間で、少なくとも１つの伝送路
によりデータを伝送するのに適している。本発明に係る
方法は、第一のフェーズにおいてはローカル収集ユニッ
トの動作の品質チェックが可能な圧縮データの伝送、第
二のフェーズにおいては、リモートステーションにおけ
る地震データの無損失記録が可能なデータ伝送の、地震
データの二相伝送から成ることを特徴とする。
スあるいはトレースの一部のような地震データをピック
アップする一つまたは複数のローカル収集ユニットと、
中央制御ステーションの間で、少なくとも１つの伝送路
によりデータを伝送するのに適している。本発明に係る
方法は、第一のフェーズにおいてはローカル収集ユニッ
トの動作の品質チェックが可能な圧縮データの伝送、第
二のフェーズにおいては、リモートステーションにおけ
る地震データの無損失記録が可能なデータ伝送の、地震
データの二相伝送から成ることを特徴とする。
【００３１】本方法は例えば、ローカルデータの記録、
選択された圧縮率におけるデータの圧縮、その後、圧縮
データの送信が行われる第一のフェーズと、ローカルに
記録されたデータと対応する圧縮データ間の差の決定、
およびこの差分が転送される次の第二のフェーズと、２
つの伝送及び転送フェーズで受信したデータを結合する
ことによる各ローカル収集ユニットにより収集された地
震データの中央ステーションにおける再構成とから成
る。
選択された圧縮率におけるデータの圧縮、その後、圧縮
データの送信が行われる第一のフェーズと、ローカルに
記録されたデータと対応する圧縮データ間の差の決定、
およびこの差分が転送される次の第二のフェーズと、２
つの伝送及び転送フェーズで受信したデータを結合する
ことによる各ローカル収集ユニットにより収集された地
震データの中央ステーションにおける再構成とから成
る。
【００３２】データ圧縮技術および／あるいはデータに
適用される圧縮率は、例えば、利用可能な伝送ウインド
ウの長さ、および使用される伝送路により許容される伝
送速度の関数として選択される。
適用される圧縮率は、例えば、利用可能な伝送ウインド
ウの長さ、および使用される伝送路により許容される伝
送速度の関数として選択される。
【００３３】一実施例によれば、収集された地震データ
は、本質的に損失を伴わない圧縮の後にローカルに記録
され、損失を伴う圧縮比で有効部分が送信される。
は、本質的に損失を伴わない圧縮の後にローカルに記録
され、損失を伴う圧縮比で有効部分が送信される。
【００３４】場合によっては、第一フェーズで送信され
る地震データおよび第二フェーズで送信される地震デー
タに対して同一の圧縮技術を使用でき、あるいは２つの
フェーズに異なった技術を用いることもできる。
る地震データおよび第二フェーズで送信される地震デー
タに対して同一の圧縮技術を使用でき、あるいは２つの
フェーズに異なった技術を用いることもできる。
【００３５】本発明に係る方法は、例えば、地震源によ
り地面を通って送信される地震信号に応じて地下の不連
続により送られる地震信号の複数の記録サイクルを伴な
い単一のセッション内でのさまざまなサイクルは特有の
時間間隔によりお互いに分離されるデータ取得セッショ
ンの間に、ローカル収集ユニットにより収集された地震
のトレースを、少なくとも１つの伝送路により中央ステ
ーションに転送するのに適している。セッションは例え
ば就業日である。セッションの間の時間間隔は、例えば
フィールドの装置を改造またはシフトしたり、例えば新
しい軸線に沿って発破船を再び整列させるために、必要
な技術的中断のためである。
り地面を通って送信される地震信号に応じて地下の不連
続により送られる地震信号の複数の記録サイクルを伴な
い単一のセッション内でのさまざまなサイクルは特有の
時間間隔によりお互いに分離されるデータ取得セッショ
ンの間に、ローカル収集ユニットにより収集された地震
のトレースを、少なくとも１つの伝送路により中央ステ
ーションに転送するのに適している。セッションは例え
ば就業日である。セッションの間の時間間隔は、例えば
フィールドの装置を改造またはシフトしたり、例えば新
しい軸線に沿って発破船を再び整列させるために、必要
な技術的中断のためである。
【００３６】本方法は例えば、前記時間間隔の１つの間
に送信するに十分な第１の圧縮率での各地震のトレース
データの第一の圧縮と、ローカル取得ユニットにおいて
第２の圧縮率で実質的に損失無しで圧縮された各地震の
トレースデータの記録と、それぞれ第一および第二の比
率における圧縮された地震のトレースデータの間の差の
決定と、前記セッション間の時間間隔の間にこの差分を
第二の伝送路（ケーブル、光ファイバー、無線チャネル
など）を使用するか、またはメモリモジュールを読むた
めに大量記憶装置を収集ユニットに運ぶことによる、遅
延転送と、各ローカル収集ユニットが正確に作動するこ
とによるか、チエックするための中央ステーションにお
ける各地震のトレースデータの再構成により実現するこ
とができる。
に送信するに十分な第１の圧縮率での各地震のトレース
データの第一の圧縮と、ローカル取得ユニットにおいて
第２の圧縮率で実質的に損失無しで圧縮された各地震の
トレースデータの記録と、それぞれ第一および第二の比
率における圧縮された地震のトレースデータの間の差の
決定と、前記セッション間の時間間隔の間にこの差分を
第二の伝送路（ケーブル、光ファイバー、無線チャネル
など）を使用するか、またはメモリモジュールを読むた
めに大量記憶装置を収集ユニットに運ぶことによる、遅
延転送と、各ローカル収集ユニットが正確に作動するこ
とによるか、チエックするための中央ステーションにお
ける各地震のトレースデータの再構成により実現するこ
とができる。
【００３７】第一の圧縮は、例えば損失を伴う比率を有
するウェーブレット変換技法を使用する損失を有する圧
縮技術を適用することにより達成される。
するウェーブレット変換技法を使用する損失を有する圧
縮技術を適用することにより達成される。
【００３８】損失無しの圧縮データを得るためには、例
えば、予測係数および予測誤差の決定を伴う統計的予測
技法が地震データに対して適用でき、一部の予測誤差は
第一のフェーズで送信され、第一のフェーズで送信され
なかった部分の予測誤差は第二のフェーズで送信され
る。
えば、予測係数および予測誤差の決定を伴う統計的予測
技法が地震データに対して適用でき、一部の予測誤差は
第一のフェーズで送信され、第一のフェーズで送信され
なかった部分の予測誤差は第二のフェーズで送信され
る。
【００３９】本発明を作動させるシステムにおいて、各
ローカル収集ユニットは、データ記録手段と、選択され
た圧縮率でデータを圧縮する手段を有する処理アセンブ
リと、ローカルに記録されたデータと対応する圧縮され
たデータの間の差を決定するための手段と、圧縮データ
を送信する手段と、前記の差をステーションに転送する
手段と、リモートステーションに含む各ローカル収集ユ
ニットにより収集された地震データを送信されたデータ
および転送されたデータを結合することにより再構成す
る手段を持つ処理アセンブリと、おそらくは各ローカル
収集ユニットにおいて地震データに第二の圧縮率で無損
失型式の第二の圧縮を加えるための手段とを有すること
を特徴とする。
ローカル収集ユニットは、データ記録手段と、選択され
た圧縮率でデータを圧縮する手段を有する処理アセンブ
リと、ローカルに記録されたデータと対応する圧縮され
たデータの間の差を決定するための手段と、圧縮データ
を送信する手段と、前記の差をステーションに転送する
手段と、リモートステーションに含む各ローカル収集ユ
ニットにより収集された地震データを送信されたデータ
および転送されたデータを結合することにより再構成す
る手段を持つ処理アセンブリと、おそらくは各ローカル
収集ユニットにおいて地震データに第二の圧縮率で無損
失型式の第二の圧縮を加えるための手段とを有すること
を特徴とする。
【００４０】各ローカル収集ユニットは、例えば、デー
タを圧縮するようプログラムされた信号プロセッサを有
するコンピュータを具備している。
タを圧縮するようプログラムされた信号プロセッサを有
するコンピュータを具備している。
【００４１】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
【００４２】図１は地震データ捕捉および伝送デバイス
を概略的に示す図である。
を概略的に示す図である。
【００４３】図２はローカル収集ユニットの内部構造を
機能ブロックの形式で概略的に示す図である。
機能ブロックの形式で概略的に示す図である。
【００４４】図３は信号のサンプリング値を統計的に予
測する公知の技術を示す図である。図４は信号圧縮の演
算を概略的に示す図である。
測する公知の技術を示す図である。図４は信号圧縮の演
算を概略的に示す図である。
【００４５】図５は対称的な信号圧縮解除の演算を概略
的に示す図である。
的に示す図である。
【００４６】図６は圧縮されるべき信号を分析するため
のさまざまなウェーブレットを示す図である。
のさまざまなウェーブレットを示す図である。
【００４７】図７、図８および図９はそれぞれ正弦波信
号、ハールウェーブレットおよび、そのＤ２０ウェーブ
レット変換を示す図である。
号、ハールウェーブレットおよび、そのＤ２０ウェーブ
レット変換を示す図である。
【００４８】図１０は地震信号の圧縮に適したさまざま
なウェーブレット及びスケール関数を示す図である。
なウェーブレット及びスケール関数を示す図である。
【００４９】図１１は、例えば、パルス地震信号用のＳ
２０ウェーブレットについて得られた二乗平均平方根
（ＲＭＳ）棒グラフを示す図である。
２０ウェーブレットについて得られた二乗平均平方根
（ＲＭＳ）棒グラフを示す図である。
【００５０】図１２は振動地震信号についての同様な棒
グラフを示す図である。
グラフを示す図である。
【００５１】図１に概略的に示す地震デバイスは、実行
すべき探査方法、２Ｄまたは３Ｄ、に適した配列により
調査対象区域に互いに距離をおいて配置された地震受信
器Ｒのしばしば多量（数百ないし数千）の配列と、震源
Ｓにより作り出された地震波の地中での伝搬に対応して
地下の不連続により送られる地震波をピックアップする
前記受信器と、以下に述べる伝送システムにより最終的
にすべての地震信号が集められる中央制御記録ステーシ
ョン１とから成る。各受信器Ｒは通常それぞれが「地震
のトレース」を発生する基礎的センサーの一連の配列か
ら構成されている。
すべき探査方法、２Ｄまたは３Ｄ、に適した配列により
調査対象区域に互いに距離をおいて配置された地震受信
器Ｒのしばしば多量（数百ないし数千）の配列と、震源
Ｓにより作り出された地震波の地中での伝搬に対応して
地下の不連続により送られる地震波をピックアップする
前記受信器と、以下に述べる伝送システムにより最終的
にすべての地震信号が集められる中央制御記録ステーシ
ョン１とから成る。各受信器Ｒは通常それぞれが「地震
のトレース」を発生する基礎的センサーの一連の配列か
ら構成されている。
【００５２】本デバイスは、それぞれ少なくとも１つの
地震のトレースをピックアップするよう設計された地震
データを収集するローカルユニットＡの集合を有する。
地震のトレースをピックアップするよう設計された地震
データを収集するローカルユニットＡの集合を有する。
【００５３】収集ユニットＡの集合は、中央ステーショ
ンＣＳと直接、無線あるいはケーブルにより、あるいは
さまざまな複雑な機能を有する中間ステーションＬＳを
介して通信する。例えば本出願人による特許ＥＰ−Ａ−
５９４，４７７で説明されるように、これらはローカル
ユニットＲＴＵと中央ステーション間のやりとりを編成
し順序立てるように設計された集線装置であってもよ
い。さらにこれらの集線機能に加えて、特許ＦＲ−Ａ−
２，７２０，５１８で説明したように、各中間ステーシ
ョンＬＳは、ローカルユニットＲＴＵにより実行される
さまざまなタスクを、中央ステーションの制御下に命令
し制御してもよい。これらの中間ステーションＬＳのそ
れぞれは、例えば、ｐ個のローカル収集ユニットＡを制
御する。これらの中間ステーションは、無線リンク、あ
るいは多分伝送線路により、それぞれ各グループのユニ
ットと通信する。中間ユニットは無線チャネルＦ1，
Ｆ2，・・・，Ｆnにより中央ステーションＳＣと通信す
る。さまざまな取得ユニットに記憶された地震データの
収集は、直接転送により大量メモリーを順次転送しても
可能である。
ンＣＳと直接、無線あるいはケーブルにより、あるいは
さまざまな複雑な機能を有する中間ステーションＬＳを
介して通信する。例えば本出願人による特許ＥＰ−Ａ−
５９４，４７７で説明されるように、これらはローカル
ユニットＲＴＵと中央ステーション間のやりとりを編成
し順序立てるように設計された集線装置であってもよ
い。さらにこれらの集線機能に加えて、特許ＦＲ−Ａ−
２，７２０，５１８で説明したように、各中間ステーシ
ョンＬＳは、ローカルユニットＲＴＵにより実行される
さまざまなタスクを、中央ステーションの制御下に命令
し制御してもよい。これらの中間ステーションＬＳのそ
れぞれは、例えば、ｐ個のローカル収集ユニットＡを制
御する。これらの中間ステーションは、無線リンク、あ
るいは多分伝送線路により、それぞれ各グループのユニ
ットと通信する。中間ユニットは無線チャネルＦ1，
Ｆ2，・・・，Ｆnにより中央ステーションＳＣと通信す
る。さまざまな取得ユニットに記憶された地震データの
収集は、直接転送により大量メモリーを順次転送しても
可能である。
【００５４】デバイスは地震源Ｓを有する。状況によっ
て、地震源は例えば地震のトレースを生起させるための
爆薬装填のようなパルス源であり、あるいはバイブレー
ターである。この地震源は、測量される区域の地形に結
合され、無線あるいは制御ケーブルにより中央ステーシ
ョンに接続される、あるいは、沿岸域が探査される場合
には、中央ステーションに無線により接続された発破船
により深海を曳航される。
て、地震源は例えば地震のトレースを生起させるための
爆薬装填のようなパルス源であり、あるいはバイブレー
ターである。この地震源は、測量される区域の地形に結
合され、無線あるいは制御ケーブルにより中央ステーシ
ョンに接続される、あるいは、沿岸域が探査される場合
には、中央ステーションに無線により接続された発破船
により深海を曳航される。
【００５５】各取得デバイスＡｉ（図２）は、例えばｋ
個の地震受信器Ｒ1，Ｒ2，Ｒkによりピックアップされ
たｋ個のトレースを収集するよう設計されている。この
目的のために、取得デバイスは、例えば、ｋ個の信号を
受信し、それぞれ低域通過濾波器Ｆ11，Ｆ12・・・，
Ｆ1k、前置増幅器ＰＡ1，ＰＡ2，・・・，ＰＡk、高域通過
濾波器Ｆ21，Ｆ22，・・・，Ｆ2Kおよび、増幅され濾波さ
れたアナログ信号をディジタル語に変換するためのディ
ジタルアナログ変換器（ＡＤＣ）Ｃ1，Ｃ2，・・・，Ｃkを
有する、（ｋ≧１）個の取得チェーンＣＡ1乃至ＣＡkを
有する。すべてのチェーンは、例えば、１６ないし３２
ビットのディジタル語を処理し、取得と中央ステーショ
ン１とのやりとりを制御するためにプログラムされたマ
イクロプロセッサ２に接続される。メモリーＭ1とＭ2の
２つのブロックおよびプログラム用のメモリーＭｐはマ
イクロプロセッサー２と関連している。プロセッサ２
は、中央ステーションＣＳ、あるいは対応する中間ステ
ーションＬＳと通信するために伝送路に適合された、無
線、あるいはライントランシーバーユニット３と接続さ
れる。もし、これが無線リンクならば、ユニット３は無
線送信機ＲＥおよび無線受信機ＲＲを有し、アンテナ４
と通信する。前述の特許ＦＲ−Ａ−２，６０８，７８０
で説明したインタフェースユニット５は、また、赤外線
による初期化ユニット６との通信を可能とし、それによ
りオペレーターは、アドレシング、および取得チェーン
機能パラメーター選択命令を制御プロセッサ２と通信す
ることができる。
個の地震受信器Ｒ1，Ｒ2，Ｒkによりピックアップされ
たｋ個のトレースを収集するよう設計されている。この
目的のために、取得デバイスは、例えば、ｋ個の信号を
受信し、それぞれ低域通過濾波器Ｆ11，Ｆ12・・・，
Ｆ1k、前置増幅器ＰＡ1，ＰＡ2，・・・，ＰＡk、高域通過
濾波器Ｆ21，Ｆ22，・・・，Ｆ2Kおよび、増幅され濾波さ
れたアナログ信号をディジタル語に変換するためのディ
ジタルアナログ変換器（ＡＤＣ）Ｃ1，Ｃ2，・・・，Ｃkを
有する、（ｋ≧１）個の取得チェーンＣＡ1乃至ＣＡkを
有する。すべてのチェーンは、例えば、１６ないし３２
ビットのディジタル語を処理し、取得と中央ステーショ
ン１とのやりとりを制御するためにプログラムされたマ
イクロプロセッサ２に接続される。メモリーＭ1とＭ2の
２つのブロックおよびプログラム用のメモリーＭｐはマ
イクロプロセッサー２と関連している。プロセッサ２
は、中央ステーションＣＳ、あるいは対応する中間ステ
ーションＬＳと通信するために伝送路に適合された、無
線、あるいはライントランシーバーユニット３と接続さ
れる。もし、これが無線リンクならば、ユニット３は無
線送信機ＲＥおよび無線受信機ＲＲを有し、アンテナ４
と通信する。前述の特許ＦＲ−Ａ−２，６０８，７８０
で説明したインタフェースユニット５は、また、赤外線
による初期化ユニット６との通信を可能とし、それによ
りオペレーターは、アドレシング、および取得チェーン
機能パラメーター選択命令を制御プロセッサ２と通信す
ることができる。
【００５６】本発明に係るシステムは、望ましくは各取
得ユニットＡiに、信号処理を専門に扱うプロセッサ７
を有する。プロセッサ７は、例えば、２つのプロセッサ
２および７の間のデータブロックによる転送をスピード
アップするためにＤＭＡ型式のデバイスと関連した、デ
ィジタル信号処理プロセッサー９６００２型式の３２ビ
ット浮動小数点プロセッサでも良い。作業メモリＭｐが
後者に加えられる。各取得ユニットはまたそれ自身の電
源８を有する。
得ユニットＡiに、信号処理を専門に扱うプロセッサ７
を有する。プロセッサ７は、例えば、２つのプロセッサ
２および７の間のデータブロックによる転送をスピード
アップするためにＤＭＡ型式のデバイスと関連した、デ
ィジタル信号処理プロセッサー９６００２型式の３２ビ
ット浮動小数点プロセッサでも良い。作業メモリＭｐが
後者に加えられる。各取得ユニットはまたそれ自身の電
源８を有する。
【００５７】プロセッサ２はマスターとして動作する。
その機能は、中央ステーション１により送信される命令
をデコードし、下記の制御をすることである。
その機能は、中央ステーション１により送信される命令
をデコードし、下記の制御をすることである。
【００５８】−さまざまな取得チェーンによる受信器Ｒ
1ないしＲkからの信号の取得。
1ないしＲkからの信号の取得。
【００５９】−ユニット３に関連する伝送。
【００６０】−一時的なデータ蓄積用のメモリーＭ1及
びＭ2。
びＭ2。
【００６１】−入出力。
【００６２】−プログラム間の割込。
【００６３】−計算プロセッサＤＳＰ７とのやりとり。
【００６４】その構造そのものにより、計算プロセッサ
ＤＳＰ７は、フォーマット変換、複素数乗算、ＦＦＴ型
式フーリエ変換、受信された信号と送信された信号の間
の相関、ディジタルフィルタリング、地震性でない干渉
ノイズの除去を伴う連続ショットの加算、例えば三軸地
震計のような多軸地震受信器により配送された信号相互
間の組み合わせ、等のような演算の高速実行に特に適し
ている。送信の前にローカルに行われた前処理は、中央
ステーション１に割り当てられたタスクの数、したがっ
て、実時間でピックアップされる地震のトレースの数が
数百あるいは数千以上になる時かなりの量になる設備さ
れた計算機能力を実質的に低減することに貢献する。
ＤＳＰ７は、フォーマット変換、複素数乗算、ＦＦＴ型
式フーリエ変換、受信された信号と送信された信号の間
の相関、ディジタルフィルタリング、地震性でない干渉
ノイズの除去を伴う連続ショットの加算、例えば三軸地
震計のような多軸地震受信器により配送された信号相互
間の組み合わせ、等のような演算の高速実行に特に適し
ている。送信の前にローカルに行われた前処理は、中央
ステーション１に割り当てられたタスクの数、したがっ
て、実時間でピックアップされる地震のトレースの数が
数百あるいは数千以上になる時かなりの量になる設備さ
れた計算機能力を実質的に低減することに貢献する。
【００６５】以下に説明されるように、各収集ユニット
Ａのプロセッサ７は、データ量を低減するために一つま
たは複数のデータ圧縮アルゴリズムを収集されたトレー
スに加えるように、また、送信−受信サイクル、所定の
系列のサイクルの「ショット」、あるいは連続した「シ
ョット」の系列の間に発生する可変長の時間間隔を最大
限に活用するようにプログラムされる。
Ａのプロセッサ７は、データ量を低減するために一つま
たは複数のデータ圧縮アルゴリズムを収集されたトレー
スに加えるように、また、送信−受信サイクル、所定の
系列のサイクルの「ショット」、あるいは連続した「シ
ョット」の系列の間に発生する可変長の時間間隔を最大
限に活用するようにプログラムされる。
【００６６】連続した各送信−受信サイクルにおいて、
地震のトレースはディジタル化され、各収集ユニットＡ
ｉのメモリーに記録される。
地震のトレースはディジタル化され、各収集ユニットＡ
ｉのメモリーに記録される。
【００６７】次に、無損失圧縮について述べる。
【００６８】望ましくは、無損失型圧縮がトレースに適
用される。無損失型圧縮は、例えばＬＰＣとして公知の
前述の予測技法であってもよく、ここで時刻ｔ（図３）
における信号サンプルの振幅ｓ（ｔ）は、時刻（ｔ−
１），（ｔ−２），（ｔ−３），．．．（ｔ−ｐ）にお
けるｐ個のサンプルから作られる予測により計算され
る。
用される。無損失型圧縮は、例えばＬＰＣとして公知の
前述の予測技法であってもよく、ここで時刻ｔ（図３）
における信号サンプルの振幅ｓ（ｔ）は、時刻（ｔ−
１），（ｔ−２），（ｔ−３），．．．（ｔ−ｐ）にお
けるｐ個のサンプルから作られる予測により計算され
る。
【００６９】予測値は次の関係式にしたがって計算され
る。
る。
【００７０】
【数１】 サンプルを送信する代わりに、その予測ｓt、すなわち
予測係数および差分ｅ（ｔ）、すなわち実際の値ｓ
（ｔ）と時刻ｔに作られた予測ｓtの間で計算された差
が送信され、その値はｓ（ｔ）＝ｓt＋ｅ（ｔ）（図
４）で与えられる。もし予測が正しいなら、差分は小さ
く初期値ｓ（ｔ）より少ないスペースを取る。
予測係数および差分ｅ（ｔ）、すなわち実際の値ｓ
（ｔ）と時刻ｔに作られた予測ｓtの間で計算された差
が送信され、その値はｓ（ｔ）＝ｓt＋ｅ（ｔ）（図
４）で与えられる。もし予測が正しいなら、差分は小さ
く初期値ｓ（ｔ）より少ないスペースを取る。
【００７１】圧縮解除段階（図５）において、信号は次
の数式にしたがって復元される
の数式にしたがって復元される
【００７２】
【数２】 時刻ｔにおいて、 より短い時間ｔのｓの値はすでに計
算されており、ｊε［１、ｐ］にたいしてｓ（ｔ−ｊ）
である。数式（２）から、ｔΕ［０、Ｐ−１］にたいし
て未知の値ｓ（ｔ−ｊ）は、値０により置換される。サ
ンプルの値を予測するために、よく知られているように
差分を最小にするために、一つまたは複数の上記サンプ
ル値に適用される補間多項式を選択される。
算されており、ｊε［１、ｐ］にたいしてｓ（ｔ−ｊ）
である。数式（２）から、ｔΕ［０、Ｐ−１］にたいし
て未知の値ｓ（ｔ−ｊ）は、値０により置換される。サ
ンプルの値を予測するために、よく知られているように
差分を最小にするために、一つまたは複数の上記サンプ
ル値に適用される補間多項式を選択される。
【００７３】次に、有損失圧縮について説明する。
【００７４】本発明に係る方法は、この圧縮されたトレ
ースが、伝送−受信セッションのシーケンスにより課さ
れた伝送ウインドウにおいて、比較的狭帯域の伝送路で
送信され得るように選択された比較的大きい圧縮率を各
トレースへ適用することを伴う。１つの取得サイクルの
持続時間はおよそ数秒（例えば６秒）であり、通常２つ
の連続したサイクルの間の時間間隔より大きい。したが
って、圧縮形式および圧縮率は、この課されたウインド
ウにおけるすべてのトレースあるいは少なくともその重
要部分が送信され得るように通常選択される。
ースが、伝送−受信セッションのシーケンスにより課さ
れた伝送ウインドウにおいて、比較的狭帯域の伝送路で
送信され得るように選択された比較的大きい圧縮率を各
トレースへ適用することを伴う。１つの取得サイクルの
持続時間はおよそ数秒（例えば６秒）であり、通常２つ
の連続したサイクルの間の時間間隔より大きい。したが
って、圧縮形式および圧縮率は、この課されたウインド
ウにおけるすべてのトレースあるいは少なくともその重
要部分が送信され得るように通常選択される。
【００７５】結果は通常情報損失であるが、送信データ
はチェック用であるから、ここでは許容される。圧縮に
より僅かに歪んではいるが、トレースを検査してみれ
ば、ＣＳステーション（図１）のオペレーターにとっ
て、トレースが本当に記録されたことを調べるためには
十分である。
はチェック用であるから、ここでは許容される。圧縮に
より僅かに歪んではいるが、トレースを検査してみれ
ば、ＣＳステーション（図１）のオペレーターにとっ
て、トレースが本当に記録されたことを調べるためには
十分である。
【００７６】本発明に係る方法において、このチェック
目的の損失を有する第一の伝送は、無損失の圧縮の後に
各収集ユニットＡのメモリＭ１、Ｍ２（図２）に記録さ
れているので、ステーションにおいて各トレースを再構
成するのに用いられる。
目的の損失を有する第一の伝送は、無損失の圧縮の後に
各収集ユニットＡのメモリＭ１、Ｍ２（図２）に記録さ
れているので、ステーションにおいて各トレースを再構
成するのに用いられる。
【００７７】所定の系列あるいは毎日の無損失のセッシ
ョンの間に記憶されたすべてのトレースに対応する多量
のデータを送信するよりも、各収集ユニット毎に、無損
失で圧縮されたトレース（あるいはできる限り実際の圧
縮されてないトレース）と、事前にチェック目的で送信
された圧縮されたトレースの間の差分が計算される。中
央ステーションにおいて各トレースを再構成するため
に、この差分のみが第２のフェーズで送信される。この
二相転送手順は、他の方法では完全なトレースを集める
ために必要な時間を、全体的にかなり低減する。
ョンの間に記憶されたすべてのトレースに対応する多量
のデータを送信するよりも、各収集ユニット毎に、無損
失で圧縮されたトレース（あるいはできる限り実際の圧
縮されてないトレース）と、事前にチェック目的で送信
された圧縮されたトレースの間の差分が計算される。中
央ステーションにおいて各トレースを再構成するため
に、この差分のみが第２のフェーズで送信される。この
二相転送手順は、他の方法では完全なトレースを集める
ために必要な時間を、全体的にかなり低減する。
【００７８】使用される圧縮技術は、例えば、ウェーブ
レット変換に基づくものでも良い。先に説明したよう
に、ウェーブレット解析は、任意の信号を特定の特性を
有する部分空間の個々の関数の基底に細分することから
成る。ウェーブレットｆまたはｙは、その平行移動バー
ジョン（一時的）および伸張（周波数）バージョンがこ
の部分空間の基底を形成する関数である。目的は、信号
の不規則性（例えば突然の変化あるいは高い周波数）が
何処に（時間的に）あるかを調べて、信号をモデル化す
ることである。
レット変換に基づくものでも良い。先に説明したよう
に、ウェーブレット解析は、任意の信号を特定の特性を
有する部分空間の個々の関数の基底に細分することから
成る。ウェーブレットｆまたはｙは、その平行移動バー
ジョン（一時的）および伸張（周波数）バージョンがこ
の部分空間の基底を形成する関数である。目的は、信号
の不規則性（例えば突然の変化あるいは高い周波数）が
何処に（時間的に）あるかを調べて、信号をモデル化す
ることである。
【００７９】原信号の低域通過濾波バージョンを与える
「スケール」関数としてｆが使用され、またｆにより濾
波された２つの連続したバージョンの間の細部（高域通
過濾波）を与える「ウェーブレット」関数としてｙが使
用される。したがって、上記いくつかの情報の組み合わ
せは、一定の条件の下で与えられる原信号の再構成を可
能にする。順方向ウェーブレット変換用のフィルターは
「解析フィルター」と呼ばれ、逆変換用のフィルターは
「合成フィルター」と呼ばれる。
「スケール」関数としてｆが使用され、またｆにより濾
波された２つの連続したバージョンの間の細部（高域通
過濾波）を与える「ウェーブレット」関数としてｙが使
用される。したがって、上記いくつかの情報の組み合わ
せは、一定の条件の下で与えられる原信号の再構成を可
能にする。順方向ウェーブレット変換用のフィルターは
「解析フィルター」と呼ばれ、逆変換用のフィルターは
「合成フィルター」と呼ばれる。
【００８０】多くの公知のウェーブレット系統群が存在
する。例えば、解析フィルターを係数のオーダーに近い
反転を別にして、合成フィルターと全く同じにする「直
交ミラーフィルター」（ＱＭＦ）と呼ばれるフィルター
系統群を使用することができる。
する。例えば、解析フィルターを係数のオーダーに近い
反転を別にして、合成フィルターと全く同じにする「直
交ミラーフィルター」（ＱＭＦ）と呼ばれるフィルター
系統群を使用することができる。
【００８１】このウェーブレット変換は係数の一覧表を
与え、所定の閾値以下の最低振幅係数を相殺することに
より、圧縮が起きる。そのままにしておかれる係数の数
は、逆変換される時、その数がより大きいと、その近似
（完ぺきな再構築は全係数から得られる）がより良いこ
とを知っている使用者次第である。係数のオーダーが再
構築に本質的であることは指摘されるべきであり、した
がって零係数さえも保存されるべきである。これらの係
数は、一度、数全体で定量化されると、上に言及したＲ
ＬＥ型式の圧縮に高度に適している。
与え、所定の閾値以下の最低振幅係数を相殺することに
より、圧縮が起きる。そのままにしておかれる係数の数
は、逆変換される時、その数がより大きいと、その近似
（完ぺきな再構築は全係数から得られる）がより良いこ
とを知っている使用者次第である。係数のオーダーが再
構築に本質的であることは指摘されるべきであり、した
がって零係数さえも保存されるべきである。これらの係
数は、一度、数全体で定量化されると、上に言及したＲ
ＬＥ型式の圧縮に高度に適している。
【００８２】一定の信号周波数の濾波に適するウェーブ
レットを用いることが望ましい。最後に、この型式の転
送において、圧縮の見地から最良である低周波で最高の
信号エネルギーを集中させる容量を持つウェーブレット
を選択することができる（図１０）。
レットを用いることが望ましい。最後に、この型式の転
送において、圧縮の見地から最良である低周波で最高の
信号エネルギーを集中させる容量を持つウェーブレット
を選択することができる（図１０）。
【００８３】再構築の品質を評価するために、次のよう
に規定される信号エネルギー方向の再構築誤差を測定す
る二乗平均平方根（ＲＭＳ：Root Means Square）を決
定する（図１１、図１２）。
に規定される信号エネルギー方向の再構築誤差を測定す
る二乗平均平方根（ＲＭＳ：Root Means Square）を決
定する（図１１、図１２）。
【００８４】
【数３】 ここで，ｘjは原信号のサンプル、ｘj’は再構築された
信号のサンプル。処理される地震信号の性質に適した最
良のウェーブレット系統群の選択を容易にする公知の方
法は、ウェーブレット基底の「ライブラリ」を形成し、
この基底に含まれる情報の重要性を評価する得点をエネ
ルギーの対数すなわちエントロピーのようなコスト関数
を有する各基底に割り当てることから成り、次ぎに最高
得点の基底を選択し、信号のより良い再構成を可能にす
るウェーブレットパケット変換法（ＷＰＴ：Wavelet Pa
cket Transform）である。圧縮は最も低い係数を相殺す
ることにより同様に発生する。
信号のサンプル。処理される地震信号の性質に適した最
良のウェーブレット系統群の選択を容易にする公知の方
法は、ウェーブレット基底の「ライブラリ」を形成し、
この基底に含まれる情報の重要性を評価する得点をエネ
ルギーの対数すなわちエントロピーのようなコスト関数
を有する各基底に割り当てることから成り、次ぎに最高
得点の基底を選択し、信号のより良い再構成を可能にす
るウェーブレットパケット変換法（ＷＰＴ：Wavelet Pa
cket Transform）である。圧縮は最も低い係数を相殺す
ることにより同様に発生する。
【００８５】例えば、次のように規定される公知の型式
のコスト関数が使用可能である。
のコスト関数が使用可能である。
【００８６】
【数４】 ここで、ｘjは与えられた基底の「ｊ」係数の集合、λ
はこの基底のコスト。信号の再構築に必要な係数の数は
適用する圧縮率を決定する。この場合、この比率は地震
の送信−受信サイクルの固定した位相化により課され、
チェック目的で送信された圧縮されたトレースの伝送ウ
インドウの限界を定める。上に述べたように、第１のフ
ェーズにおいて、ウェーブレット係数の最上位部分のみ
が送られる。
はこの基底のコスト。信号の再構築に必要な係数の数は
適用する圧縮率を決定する。この場合、この比率は地震
の送信−受信サイクルの固定した位相化により課され、
チェック目的で送信された圧縮されたトレースの伝送ウ
インドウの限界を定める。上に述べたように、第１のフ
ェーズにおいて、ウェーブレット係数の最上位部分のみ
が送られる。
【００８７】この第２のフェーズにおいて、使用する探
査技術に固有の割込時間間隔が、完全な地震のトレース
とチエック目的で既に送信した部分との間の差、この場
合は、残り分、すなわち変換係数の全てを送信するため
に、使われる。
査技術に固有の割込時間間隔が、完全な地震のトレース
とチエック目的で既に送信した部分との間の差、この場
合は、残り分、すなわち変換係数の全てを送信するため
に、使われる。
【００８８】係数の数の関数として得られる２乗平均平
方根の例は下記に与えられる。
方根の例は下記に与えられる。
【００８９】 １００の有効ウエーブレット係数（Ｔｓ＝９７％、Ｔｖ
＝９１％）に対して、次の２乗平均平方根がトレース全
体としてＷＰＴ（ウエーブレット系統変換）により得ら
れる： 対称的な傾向を持つウェーブレット（Ｃ３０、Ｓ２０）
が最も適当であると分かる。
＝９１％）に対して、次の２乗平均平方根がトレース全
体としてＷＰＴ（ウエーブレット系統変換）により得ら
れる： 対称的な傾向を持つウェーブレット（Ｃ３０、Ｓ２０）
が最も適当であると分かる。
【００９０】実際には、振動地震探査はパルス地震探査
より再構成が難しいことが分かる。例えば、５００の係
数（Ｔｓ＝８３％、Ｔｖ＝５７％）に対する同様の演算
では 誤差は、非常に有用な圧縮率に対して、特に爆薬方法で
は無視してよい。
より再構成が難しいことが分かる。例えば、５００の係
数（Ｔｓ＝８３％、Ｔｖ＝５７％）に対する同様の演算
では 誤差は、非常に有用な圧縮率に対して、特に爆薬方法で
は無視してよい。
【００９１】
【実施例】さまざまな方法の具体化例がこの二相伝送に
用いることができる。
用いることができる。
【００９２】２つの異なる圧縮モードを結合することが
できる、一方は損失を有し第１フェーズで特性チェック
の目的で送信データを圧縮し、他方は第２フェーズで遅
延伝送する目的で各取得ユニットに記録されたデータを
圧縮する。この場合、第二フェーズでの伝送は圧縮され
た全てのトレースを包含するから、品質チェック用デー
タはその目的のみに使用することができる。
できる、一方は損失を有し第１フェーズで特性チェック
の目的で送信データを圧縮し、他方は第２フェーズで遅
延伝送する目的で各取得ユニットに記録されたデータを
圧縮する。この場合、第二フェーズでの伝送は圧縮され
た全てのトレースを包含するから、品質チェック用デー
タはその目的のみに使用することができる。
【００９３】２）あるいは、データを圧縮するために単
一の圧縮モードを使用することが出来、２つの圧縮比が
データに適用され得る、第一は無損失でローカル・デー
タ記録用であり、第二は損失を伴ない、品質チェック用
に第一フェーズで送信されるよう設計されたデータ（例
えば各トレースの全て）に適用される。
一の圧縮モードを使用することが出来、２つの圧縮比が
データに適用され得る、第一は無損失でローカル・デー
タ記録用であり、第二は損失を伴ない、品質チェック用
に第一フェーズで送信されるよう設計されたデータ（例
えば各トレースの全て）に適用される。
【００９４】ａ）減少する値を有する一連の係数により
データを平行移動するためにウェーブレット変換が使用
される場合、適用される圧縮率は、２つの「ショット」
の間の伝送に利用可能な時間ウインドウと両立可能な、
品質チェック用に送信された限定された数の係数を選択
することにより、選ばれる。この数は、一定の閾値より
上の係数のみを選択することにより固定される。選択は
オペレーターによるか、あるいはローカル・プロセス・
システムに任せることもできる。第二のフェーズにおい
て各トレースが正確に再構成される圧縮のすべての係数
は送信される。ｂ）例えばＬＰＣ型式符号化技術が用い
られる場合には、無損失で圧縮された完全なデータと第
一フェーズで損失を伴って送信されたデータとの間の差
を平行移動する残り分は、各収集ユニットＡのメモリに
蓄積され、前記残り分は信号の再構成用に第二フェーズ
で中央ステーションに送信される。
データを平行移動するためにウェーブレット変換が使用
される場合、適用される圧縮率は、２つの「ショット」
の間の伝送に利用可能な時間ウインドウと両立可能な、
品質チェック用に送信された限定された数の係数を選択
することにより、選ばれる。この数は、一定の閾値より
上の係数のみを選択することにより固定される。選択は
オペレーターによるか、あるいはローカル・プロセス・
システムに任せることもできる。第二のフェーズにおい
て各トレースが正確に再構成される圧縮のすべての係数
は送信される。ｂ）例えばＬＰＣ型式符号化技術が用い
られる場合には、無損失で圧縮された完全なデータと第
一フェーズで損失を伴って送信されたデータとの間の差
を平行移動する残り分は、各収集ユニットＡのメモリに
蓄積され、前記残り分は信号の再構成用に第二フェーズ
で中央ステーションに送信される。
【００９５】上記のように、予測係数と予測誤差ｅ
（ｔ）の伝送を伴うＬＰＣ型式符号化技術が使用される
場合、本方法は、第一フェーズで、これらの誤差の一部
のみを送信することから成る。この伝送のために、これ
らの誤差を符号化する上位ヒットのみが使用される。オ
ペレーターにより受信されるデータは劣化しているが、
オペレーターが品質をチェックするためには十分であ
る。
（ｔ）の伝送を伴うＬＰＣ型式符号化技術が使用される
場合、本方法は、第一フェーズで、これらの誤差の一部
のみを送信することから成る。この伝送のために、これ
らの誤差を符号化する上位ヒットのみが使用される。オ
ペレーターにより受信されるデータは劣化しているが、
オペレーターが品質をチェックするためには十分であ
る。
【００９６】伝送の第二フェーズにおいては、受信ステ
ーションＣＳで全ての地震データを無損失で再構成でき
るように、第一フェーズで区切られた誤差の未送信分の
送信のみが必要である。
ーションＣＳで全ての地震データを無損失で再構成でき
るように、第一フェーズで区切られた誤差の未送信分の
送信のみが必要である。
【００９７】３）若干の地震信号の劣化が許容される場
合、第２の実施例として、地震データが第一フェーズ
で、あるいは第二フェーズで送信されるかにより異なる
圧縮比ｔ1、ｔ2が選択される。ウェーブレット圧縮方法
では、第一フェーズで限定された数の変換係数が送信さ
れ、前記限定された数は２つの「ショット」間の伝送用
に利用可能な時間ウインドウに合わせ、例えば、所定の
閾値より高い係数のみを選択し、第二のフェーズで受信
時の予想信号品質に応じて全数以下でかつより多い数が
送信される。
合、第２の実施例として、地震データが第一フェーズ
で、あるいは第二フェーズで送信されるかにより異なる
圧縮比ｔ1、ｔ2が選択される。ウェーブレット圧縮方法
では、第一フェーズで限定された数の変換係数が送信さ
れ、前記限定された数は２つの「ショット」間の伝送用
に利用可能な時間ウインドウに合わせ、例えば、所定の
閾値より高い係数のみを選択し、第二のフェーズで受信
時の予想信号品質に応じて全数以下でかつより多い数が
送信される。
【００９８】本発明の枠組から離れること無く、第一フ
ェーズにおけるローカルユニットの動作品質チェックす
る圧縮されたデータの送信と、第二フェーズにおけるリ
モートステーションの地震データの無損失記録を可能に
するデータの送信を行う地震データの二相伝送の原理と
両立する他の変形が可能である。
ェーズにおけるローカルユニットの動作品質チェックす
る圧縮されたデータの送信と、第二フェーズにおけるリ
モートステーションの地震データの無損失記録を可能に
するデータの送信を行う地震データの二相伝送の原理と
両立する他の変形が可能である。
【００９９】各取得ユニットにＤＳＰ型の信号プロセッ
サを有する処理アセンブリの手段による本方法の実施例
がここに説明された。しかしながら、すべての所要の圧
縮演算が可能な任意の計算デバイスがこの目的に使用で
きることは明白である。
サを有する処理アセンブリの手段による本方法の実施例
がここに説明された。しかしながら、すべての所要の圧
縮演算が可能な任意の計算デバイスがこの目的に使用で
きることは明白である。
【０１００】
【発明の効果】以上述べた用に本発明は、ローカル収集
ユニットにおいて収集した地震データを保持し、圧縮し
た後、圧縮データおよび、収集した生データと圧縮デー
タとの差分を判定して圧縮データの補償データの一部を
中央ステーションに伝送し、残理の補償データを第にの
フェーズとして中央ステーションに第一のフェーズの伝
送と別の伝送路でもよい条件で送出することにより、中
央ステーションでは、地震データを簡易な方法で正確な
データに復元できる効果があり、かつ経済的な伝送路の
活用も可能な効果もある。
ユニットにおいて収集した地震データを保持し、圧縮し
た後、圧縮データおよび、収集した生データと圧縮デー
タとの差分を判定して圧縮データの補償データの一部を
中央ステーションに伝送し、残理の補償データを第にの
フェーズとして中央ステーションに第一のフェーズの伝
送と別の伝送路でもよい条件で送出することにより、中
央ステーションでは、地震データを簡易な方法で正確な
データに復元できる効果があり、かつ経済的な伝送路の
活用も可能な効果もある。
【図１】本発明の地震データ伝送方法が適用された地震
データ捕捉および伝送の概念を示す図である。
データ捕捉および伝送の概念を示す図である。
【図２】ローカル収集ユニットの内部構造を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図３】信号のサンプリング値をと右傾的に予測する公
知の技術を示す図である。
知の技術を示す図である。
【図４】信号圧縮の演算を概略的に示す図である。
【図５】対称的な信号圧縮解除の演算を概略的に示す図
である。
である。
【図６】圧縮されるべ器信号を分析するための種々のウ
エーブレットを示す図である。
エーブレットを示す図である。
【図７】正弦波正弦波信号を示す図である。
【図８】ハールウエーブレット変換波を示す図である。
【図９】ウエーブレットＤ２０変換波を示す図である。
【図１０】地震信号の圧縮に適した種々のウエーブレッ
トおよびスケール関数を示す図である。
トおよびスケール関数を示す図である。
【図１１】パルス地震信号用のＳ２０ウエーブレットに
付いて得られた二乗平均平方根（ＲＭＳ）の棒グラフを
示す図である。
付いて得られた二乗平均平方根（ＲＭＳ）の棒グラフを
示す図である。
【図１２】振動地震信号についてのＲＭＦ棒グラフを示
す図である。
す図である。
２ マイクロプロセッサ ３ ライントランシーバユニット ４ アンテナ ５ インタフェースユニット ６ 初期化ユニット ７ プロセッサ ８ 電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴァーン ビ−トラン フランス国 91300 マシー リュ デ ゴーシュレ ９
Claims (16)
- 【請求項１】 少なくとも一つのローカル収集ユニット
（Ａ）と中央ステーション（ＣＳ）の間で少なくとも１
つの伝送路により地震データを伝送する地震データ伝送
方法において、 第一のフェーズがローカル収集ユニットの動作の品質チ
ェックが可能な圧縮データを伝送するステップと、 第二のフェーズが中央ステーションにおける第１のフェ
ーズによる地震データの無損失の記録が可能な補償デー
タを伝送するステップとの、地震データの二相伝送から
成ることを特徴とする、地震データ転送方法。 - 【請求項２】 ローカルユニットにおける無損失のデー
タ記録と、 ローカルユニットにおいて記録された無損失のデータと
対応する第一のフェーズで伝送された圧縮データ間の差
の判定と、 この差分が転送される第二のフェーズと、 伝送および差分の転送で受信したデータを結合すること
による各ローカル収集ユニットにより収集された地震デ
ータの中央ステーションにおける再構成とから成る請求
１記載の地震データ伝送方法。 - 【請求項３】 圧縮されたデータは、各ローカル収集ユ
ニットにより地域的に収集された地震のトレースデータ
の、少なくとも重要部分を含む請求項１記載の地震デー
タ伝送方法。 - 【請求項４】 データ圧縮技術と、データに適用される
圧縮率の少なくとも一方は、利用可能な伝送時間間隔お
よび使用される伝送路により許容される伝送速度により
選択される請求項１乃至３の何れか一項に記載の地震デ
ータ伝送方法。 - 【請求項５】 収集された地震データは実質的に無損失
の圧縮の後でローカルに記録され、第一の伝送フェーズ
の間に送信されたデータは損失を伴う圧縮率で圧縮され
る請求項１乃至４の何れか一項に記載の地震データ伝送
方法。 - 【請求項６】 地震源（Ｓ）により地中を通って送信さ
れる地震信号に応じて、それぞれ地下の不連続により送
り返される地震信号に対応して地震のトレースデータを
記録する複数の記録サイクルを有し、所定の測定周期の
種々なサイクルは特有の時間間隔によりお互いに分離さ
れる、種々のサイクルの測定時間を持つ各ローカル収集
ユニット（Ａ）で地震データを集録する地震データの伝
送方法で、 利用可能な伝送路による前記時間間隔の１つの中に挿入
可能であり、第一の伝送フェーズを満足する第一の圧縮
率による各地震のトレースデータの第一の圧縮と、 第二の圧縮率による無損失圧縮の適用後のローカル収集
ユニットにおける各地震のトレースデータの局所的な記
録と、 第一および第二の比率で圧縮された地震のトレースデー
タ間の差の決定と、 前記測定周期間の時間間隔の間に選択された第二の遅延
伝送時間と、 収集された各地震のトレースデータの中央ステーション
における再構成とを含む請求項１乃至５の何れか一項に
記載の地震データ伝送方法。 - 【請求項７】 第二の遅延転送段階は第二の伝送路によ
り達成される請求項１乃至６の何れか一項に記載の地震
データの伝送方法。 - 【請求項８】 第一のフェーズで送信される地震データ
と、第二のフェーズで送信される地震データに対して同
一の圧縮技術を使用する請求項１乃至７の何れか一項に
記載の地震データの伝送方法。 - 【請求項９】 第一のフェーズで送信される地震デー
タ、および第二のフェーズで送信される地震データに対
して、異なった圧縮技術が使用される請求項１乃至７何
れか一項に記載の地震データ伝送方法。 - 【請求項１０】 圧縮データを得るために、ウェーブレ
ット変換技法がウェーブレットに適用される請求項１乃
至９の何れか一項に記載の地震データ伝送方法。 - 【請求項１１】 品質チエックに有用なデータが所定の
閾値より高いウェーブレット変換係数を選択して圧縮さ
れる請求項１０記載の地震データ伝送方法。 - 【請求項１２】 圧縮データを得るために統計的予測技
法がデータに適用される請求項１乃至１１の何れか一項
に記載の地震データ伝送方法。 - 【請求項１３】 データが予測係数および予測誤差の決
定を伴う線形予測符号化技術により圧縮され、予測誤差
の一部はは第一のフェーズで送信され、第一のフェーズ
で送信されなかった部分の予測誤差は第二のフェーズで
送信される、請求項１０記載の地震データ伝送方法。 - 【請求項１４】 少なくとも一つのローカル収集ユニッ
ト（Ａ）から、中央ステーション（ＣＳ）に対して少な
くとも１つの伝送路により地震データを転送する地震デ
ータ伝送システムにおいて、 各ローカル収集ユニットは、データ取得、および記録手
段（ＣＡ、Ｍ）と、 選択された圧縮率でデータを圧縮する手段を有する処理
アセンブリ（２、７）と、 ローカルに記録されたデータと対応する圧縮されたデー
タとの間の差分を判定するための手段と、 圧縮データを送信する手段（３）と、 前記記録されたデータと圧縮されたデータ間の差を中央
ステーション（ＣＳ）に転送する手段とを有し、 前記中央ステーションは各ローカル収集ユニット（Ａ）
により収集された地震データを、送信されたデータ、お
よび転送された前記差分のデータを結合することにより
再構成する手段からなる処理アセンブリ（１０）を有す
ることを特徴とする地震データ伝送システム。 - 【請求項１５】 各ローカル収集ユニット（Ａ）の処理
アセンプリ（２、７）は第二の圧縮率で無損失型式の第
二の圧縮を地震データに適用する請求項１４項記載の地
震データ伝送システム。 - 【請求項１６】 各ローカル収集ユニット（Ａ）は、信
号プロセッサ（７）を備え、地震のトレースデータを圧
縮するようにプログラムされたコンピュータを有する請
求項１４項または１５記載の地震データ伝送システム。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9615823A FR2757641B1 (fr) | 1996-12-19 | 1996-12-19 | Methode de transmission de donnees sismiques compressees |
| US08/958038 | 1997-10-27 | ||
| US08/958,038 US6061299A (en) | 1996-12-19 | 1997-10-27 | Method of transmitting compressed seismic data |
| US96/15823 | 1997-10-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10282246A true JPH10282246A (ja) | 1998-10-23 |
Family
ID=26233193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9351069A Pending JPH10282246A (ja) | 1996-12-19 | 1997-12-19 | 圧縮された地震データ送信方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6061299A (ja) |
| EP (1) | EP0849610B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10282246A (ja) |
| CN (1) | CN1174259C (ja) |
| CA (1) | CA2222890C (ja) |
| DE (1) | DE69715797T2 (ja) |
| NO (1) | NO975970L (ja) |
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