Partition d’une séquence d’images temps-échelle pour la séparation d’ondes dans un profil sismique

Partition d’une séquence d’images temps-échelle pour la séparation d’ondes dans un profil sismique

Segmentation of time-frequency images for the separation of seismic waves

A. Roueff J. Chanussot  J.I. Mars  M.Q. Nguyen 

Laboratoire des Images et des Signaux (LIS – CNRS UMR 5083, OSUG), BP 46 – 38402 Saint Martin d’Hères Cedex France GDR Information

Page: 
17-36
|
Received: 
6 June 2003
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Accepted: 
N/A
|
Published: 
29 February 2004
| Citation

OPEN ACCESS

Abstract: 

This paper deals with the use of image processing techniques for tiling the time-frequency plane. This technique is applied on seismic wave separation. We consider data recorded by a linear array of sensors. For each recorded signal, the application of a time-frequency transform allows a two dimensional representation where the different seismic events are well localized and isolated. The segmentation by the watershed algorithm applied on each representation enables the definition of the time-frequency filters leading to the separation of the different waves. Then, in order to apply the separation algorithm to all the different recorded signals, we use the continuity from one signal to the other to perform the tracking of the different waves from one image to the next. After an initialisation step, this leads to an automatic algorithm. This algorithm is validated on a real data set and compared with a classical method. In comparison, the proposed method has the advantage to separate all the different waves simultaneously and without introducing artefact in the spatial domain. The limit of the algorithm is reached when the patterns associated to the different waves are not correctly separated in the time-frequency representation.

Résumé

Ce papier illustre l’utilisation de techniques de traitement d’image pour segmenter le plan temps-fréquence (et temps-échelle). Cette étude est appliquée à la séparation d’ondes sismiques. On considère des données issues d’une rangée de capteurs. Pour chaque signal enregistré, l’application d’une transformée tempsfréquence décrit l’information dans une image sur laquelle les différentes ondes sont localisées et séparées. La segmentation par Ligne de Partage des Eaux (LPE) de ces représentations à deux dimensions permet une caractérisation automatique des filtres temps-fréquence menant à la séparation des différentes ondes. Ensuite, pour appliquer cet algorithme de séparation à l’ensemble des signaux issus des différents capteurs, on utilise la continuité d’un signal à l’autre pour effectuer le suivi des différentes ondes d’une image à l’autre. Hormis une phase d’initialisation, on obtient ainsi un algorithme automatique. Cet algorithme est validé et comparé à une méthode classique en sismique sur un jeu de données réelles. En comparaison, l’algorithme proposé a l’avantage de séparer toutes les ondes simultanément, et sans introduire d’artefacts. Les limites de l’algorithme sont atteintes lorsque les motifs caractérisant chacune des ondes ne sont plus convenablement séparés dans la représentation temps-fréquence.

Keywords: 

Time-frequency analysis, continuous wavelets transform, segmentation, watershed, seismic waves separation, tracking of the seeds

Mots clés

Analyse temps-fréquence, transformée en ondelettes continue, segmentation, ligne de partage des eaux, séparation d’ondes sismiques, suivi de germes

1. Introduction
2. Choix De L’espace De Représentation
3. Séparation Des Différents Motifs
4. Application Au Profil Sismique
5. Séparation Des Propagations D’ondes
6. Conclusion
  References

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