[論文レビュー] Revisiting Homomorphic Wavelet Estimation and Phase Unwrapping

Roberto Henry Herrera, Mirko van der Baan|arXiv (Cornell University)|Mar 2, 2012

Seismic Imaging and Inversion Techniques参考文献 13被引用数 7

ひとこと要約

この論文は、地震データ処理におけるホモモーフィックなウェーブレット推定と位相アンラップの再検討を行い、直接的に非最小位相ウェーブレットを推定することで、表面整合性のある非最小位相デコンボリューションを提案する。従来の手法における最小位相仮定の制限を克服するため、位相アンラップ技術の評価が行われ、陸上地震データ処理におけるウェーブレット推定の精度が向上する。

ABSTRACT

Surface-consistent deconvolution is a standard processing technique in land data to uniformize the wavelet across all sources and receivers. The required wavelet estimation step is generally done in the homomorphic domain since this is a convenient way to separate the phase and the amplitude spectrum in a linear fashion. Unfortunately all surface-consistent deconvolutions make a minimum-phase assumption which is likely to be sub-optimal. Recent developments in statistical wavelet estimation demonstrate that nonminimum wavelets can be estimated directly from seismic data, thus offering promise to create a nonminimum phase surface-consistent deconvolution approach. Unfortunately the major impediment turns out to be phase unwrapping. In this paper we review several existing phase unwrapping techniques and discuss their advantages and inconveniences.

研究の動機と目的

• 地震データ処理における表面整合性デコンボリューションの性能が最小位相仮定によって劣化する問題に対処すること。
• 最小位相行動を仮定せずに、地震データから直接非最小位相ウェーブレットを推定することで、発信源と受信点間でのウェーブレットの一様性を向上させること。
• 非最小位相ウェーブレット推定における主要な障害である位相アンラップを克服すること。
• 地震ウェーブレット推定に適した既存の位相アンラップ技術の適性を評価・比較すること。
• 陸上地震処理における、堅牢な非最小位相表面整合性デコンボリューションフレームワークの開発を支援すること。

提案手法

• 周波数領域において、地震ウェーブレットの振幅スペクトルと位相スペクトルを線形に分離するため、ホモモーフィック処理を適用する。
• 統計的ウェーブレット推定技術を用いて、最小位相行動を仮定せずに、地震データから直接非最小位相ウェーブレットを推定する。
• 位相特性が複雑な地震データに適した、複数の位相アンラップアルゴリズムをレビューし、その適性を評価する。
• ホモモーフィックドメインを用いて、畳み込みモデルを加法的成分に分離し、位相と振幅の推定を容易にする。
• 位相アンラップの結果を時間領域に再統合し、デコンボリューション用に正確なウェーブレットを再構成する。
• 回復2011年CSPG CSEG CWLS会議の地震データを用いて、位相の一貫性と推定精度を評価することで、手法の妥当性を検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 最小位相仮定に依存せずに、地震データから非最小位相ウェーブレットを信頼性高く推定する方法は何か？
• RQ2 位相応答が複雑で非線形な地震データに対して、どの位相アンラップ技術が最も効果的か？
• RQ3 現在のホモモーフィックなウェーブレット推定手法が、真のウェーブレット位相特性を保持する上で抱える制限は何か？
• RQ4 位相アンラップを表面整合性デコンボリューションに効果的に統合することで、ウェーブレットの一様性を向上させられるか？
• RQ5 実際の地震データにおいて、非最小位相ウェーブレット推定の性能は、従来の最小位相アプローチと比べてどのように異なるか？

主な発見

• 位相アンラップは、非最小位相ウェーブレット推定において依然として重要なボトルネックであり、推定精度に顕著な影響を与える。
• 複数の位相アンラップ技術が評価されたが、すべての地震データタイプに普遍的に優れる1つの手法は存在しなかった。
• ホモモーフィックドメインにより、振幅と位相の線形分離が可能となり、ウェーブレット推定が簡素化されるが、正確な位相再構成が不可欠である。
• 非最小位相ウェーブレットの直接推定は実現可能であり、最小位相仮定よりもデコンボリューション性能の向上が期待できる。
• 本研究は、非最小位相ウェーブレット推定の利点を実現するには、位相アンラップの課題を克服することが不可欠であることを示している。
• 提案されたフレームワークにより、陸上地震データにおける非最小位相ウェーブレットモデリングを可能とし、より正確な表面整合性デコンボリューションへの道筋が示された。