基于多阶解析信号的磁源变深度成像方法

解析信号是磁法数据处理与解释的常用工具。本文从不同阶次解析信号及其垂向导数关系出发,引入深度缩放因子,构建了磁源变深度成像函数。该方法利用深度成像的极大值反映场源空间位置,利用反演深度及成像极大值估计场源构造指数。另外,结合不同深度缩放因子、不同阶次的成像结果提高方法的可靠性与适用性。模型试验及实例应用表明,相对于解析信号比值和局部波数的DEXP(depth from extreme points)方法,本文方法在使用更低阶次导数的情况下,能够获得更强的计算稳定性、更高的空间成像分辨率和更准确的场源参数反演结果。

去噪自编码器在电阻抗深度成像中的应用

电阻抗成像技术是一种安全无创的医学成像技术,且没有辐射带来的危害,但其逆问题是一个高度不适定的病态非线性问题,获得的重构图像伪影较大。为了得到较为清楚的重建图像,提出一种将传统方法与去噪自编码器相结合的深度成像方法。该方法首先使用分裂Bregman方法粗略重建图像,之后采用去噪自编码器对粗略重建图像进行去噪处理。仿真和实测结果表明,针对圆形目标,所提方法能够实现较高精度地去除伪影和精确的形状重建,运算速度快,效果较好。

叠前深度成像技术分析及应用

本文从原理和技术两个方面论述了地震偏移技术的发展,分析了各种偏移技术的差异,以及成像条件的三种表述。在阐述叠前深度成像速度建模技术基础上,提出了速度建模应遵循的一些基本原则:①要选择连续性好的同相轴,层厚不能太薄,邻层的层速度变化应大于10%;②构造平缓的部位可适当减少目标线解释,构造复杂时可加密目标线解释;③应根据常规偏移剖面拾取的时间层位进行层速度修改,力求在纵、横两方向上保持层速度平滑,使CRP道集拉平。通过叠前深度成像技术在海拉尔应用的实例,表明叠前深度成像效果要明显优于常规叠后偏移效果。

基于神经网络的时间域直升机电磁数据电导率深度成像

采用G-S变换以及高斯数值积分法,形成了时间域直升机的航空电磁响应正演样本集,分析了飞机测量过程中吊舱高度变化对电磁响应的影响,并将吊舱高度的变化等效成电导率为零的假层厚度的变化,以去除高度计等的影响.以假层半空间模型为基础,研究了基于人工神经网络的电导率深度成像算法,通过分析两个三层模型的电导率深度成像结果得出,神经网络方法计算时间域航空电磁探测的视电导率精度较高,特别是对高阻层的视电导率计算.

全张量磁梯度数据解释的均衡边界识别及深度成像技术

全张量磁梯度数据具有高精度、高分辨率、多参量的优点,能更加清晰地刻画地质体的分布特征,综合利用磁张量梯度数据准确地获得地质体水平位置和深度信息是解释的主要目的.磁张量数据的方向解析信号具有减小倾斜磁化干扰的优点,常被用来圈定磁源体的水平位置,但解析信号强度随着地质体埋深的增加急剧衰减,难以有效识别较深的地质体.张量数据均衡边界识别技术,利用不同方向解析信号的比值函数,能有效地均衡不同深度地质体的响应,同时显示不同深度地质体的边界,提高了对较深地质体的分辨率.磁张量数据深度成像技术根据实测张量数据与假定模型张量数据的相关系数来给定地质体的深度,综合利用多参量数据联合反演提高了反演结果的准确性,且无需进行复杂的反演运算,是大数据量张量数据解释的有效方法.理论模型试验证明:磁张量数据均衡边界识别技术可清晰和准确地识别地质体的水平范围,受倾斜磁化干扰小;磁张量数据深度成像技术可准确地获得地质体的深度信息,具有较强的抗噪性.将上述方法应用于铁矿区实测航磁张量梯度数据解释,获得了铁矿体水平分布与埋深,深度结果与张量欧拉反褶积法计算结果一致.

使用简易深度成像设备的高尔夫挥杆动态贝叶斯网络三维重建

基于简易深度成像设备的动作捕捉系统因其与传统设备相比更加廉价且易于使用而倍受关注。然而,此类设备图像分辨率很低,肢体间互相遮挡,缺乏3维动作重建的基本数据条件。该文融合人体关节点父子关系与关节点在运动中的多阶马尔可夫性,提出一个描述人体关节点空间关系与动态特性的动态贝叶斯网络(DBN)模型,基于该DBN模型并利用高尔夫挥杆运动的相似性,构建了一种高尔夫挥杆3维重建系统DBN-Motion(DBN-based Motion reconstruction system),使用简易深度成像设备Kinect,有效地解决了肢体遮挡的问题,实现了高尔夫挥杆动作的捕获和3维重建。实验结果表明,该系统能够在重建精度上媲美商用光学动作捕捉系统。

深度成像理论与实现

传统成像获取信息不足,成像质量有一定局限性。为此,提出了一种深度成像模型。模型包含深度矩阵、分解函数、散焦算子、自适应正则项等部分。深度矩阵的获取有双目立体视觉、结构光或飞行时间法等实现方法;分解函数用于将图像按深度值的不同分割为若干子图像;散焦算子可以通过深度散焦法来计算;自适应正则项的引入能减少图像的阶梯效应,增强图像的光滑性。通过局部标准差和局部平均梯度这两个评价指标检验深度成像模型的效果。实验结果表明,深度成像模型效果显著。

固定翼电磁数据双分量联合电导率深度成像

传统固定翼航空电磁探测采用总场dB/dt进行电导率深度成像,不仅损失多分量测量信息,dB/dt与电导率的非唯一性也影响数据的成像精度。笔者提出了一种基于磁场双分量(Bx,Bz)查表的联合电导率深度成像算法,根据固定翼电磁响应的正演计算,建立按时间道划分的Bx-Bz-电导率-飞行高度数据表,利用磁场双分量联合查表与插值算法确定视电导率,避免了由于电磁数据二值性引起的视导率不确定性问题;根据扩散深度公式得到视深度,并计算成像深度,从而得到双分量联合电导率深度成像结果。基于一维大地模型正演数据与准二维大地模型正演加噪数据,分别采用磁场双分量联合查表法、总场查表法和单分量查表法对仿真数据进行电导率深度成像,结果表明磁场双分量联合查表法优于单分量与总场查表法,较单分量电导率深成像精度提高了7%。

复杂条件下的深度成像技术

基于波动方程的叠前深度偏移方法能在复杂介质条件下精确描述波场,且能高精度成像。此方法包括波场向上和向下延拓进行基准面校正、基于深度域共成像道集的成像点速度模型修正技术和应用成像条件前后作偏移数据内插的偏移反假频技术等核心技术。经实际应用,基于波动方程的叠前深度偏移技术在波组的分辨率、断层的清晰度、深部目的层的成像精度以及振幅的保持等方面都明显优于传统方法。

磁性场源深度成像在雅鲁藏布江航磁异常带解释中的应用

在介绍磁性场源深度成像方法原理的基础上,通过理论模型试验给出场源深度计算的精度,并应用此方法计算出引起雅鲁藏布江航磁异常的磁性体深度,为进一步探讨雅鲁藏布江航磁异常带的性质提供了新的依据。

应用增强深度成像技术测量CSC黄斑区脉络膜厚度的研究

目的:观察中心性浆液性脉络膜视网膜病变(central serous chorioretinopathy,CSC)患眼和对侧健眼黄斑区脉络膜厚度,并与正常人群比较,分析其临床意义。方法:选择2011-09/2012-09共26例26眼门诊就诊的单眼发病的CSC患者,分为CSC患眼组(A组)26眼,CSC对侧健眼组(B组)26眼,正常对照组(C组)26眼。采用海德堡频域OCT增强深度成像技术测量中心凹下脉络膜厚度、距中心凹1和3mm处鼻颞上下四方位脉络膜厚度。结果:配对t检验显示CSC患眼SFCT值较对侧健眼明显增厚(t=5.57,P<0.01)。三组间比较,SFCT均值分别为(528.31±91.24)μm,(413.71±79.35)μm和(301.31±52.46)μm,A组较B组增厚,A组较C组明显增厚,B组较C组增厚,差异均有统计学意义。结论:CSC患眼黄斑区脉络膜厚度较对侧健眼及正常对照组明显增厚,提示脉络膜血管呈高灌注状态,可能是CSC发病的因素之一。

复杂地形条件下波动方程叠前深度成像

复杂地形勘探越来越被人们所关注。直接从起伏地表开始的叠前深度偏移方法是对付复杂地表和复杂地质构造成像的有效手段。“波场上延”法能实现由非水平观测界面开始的偏移过程 ,解决起伏地形对地下构造成像的影响 ,并克服基于“零速层”(Beasley和Lynn ,1992 ) [1] 法在计算上的不稳定因素 ,具体实施时更加灵活。理论模型的试算表明 ,“波场上延”方法较“零速层”法有着明显的优势 ,较好地克服了起伏地形对地下构造成像的影响 ,取得了令人满意的效果 ,达到了波动方程基准面校正和深度成像的有机结合。

中心回线式直升机TEM资料的电导率-深度成像方法

以理论上的中心回线式直升机航空瞬变电磁系统为例,提出一种快速的电导率-深度成像方法,将感生电动势瞬变响应数据变换为地下介质电导率-深度断面。该方法针对成像计算中视电导率非唯一性问题和成像深度难以确定的困难,首先给出一个关于均匀半空间模型电导率?的数据函数?(?)的变换公式,由此建立数据表???来查询视电导率值,可以得到可靠的视电导率值。其次用均匀半空间中的感应电场最大幅值对应深度值来定义视深度,建立视电导率-视深度的数据表,并在2个相邻时间道期间的最大电场深度变化的基础上定义成像深度,从而导出CDI结果。该方法的特点是理论简单、物理意义明确,且利用了数据表查询技术大大提高了计算速度,使得实时CDI处理成为可能。最后用理论模型进行试算,结果表明,电导率值的查询范围宽至10-4～102S/m时,高阻薄层、低阻薄层及二维目标体模型均有较好的成像效果。

基于二分法的中心回线式航空瞬变电磁电导率深度成像方法研究

由于在均匀半空间模型的垂直感应电动势与模型电导率之间存在“二值性”,这对进行视电导率求取带来了一定的困难。以中心回线式直升机航空瞬变电磁法为例研究电导率深度成像(CDI),利用分段二分法改进视电导率搜索从而找到一个更符合理论的视电导率值,然后根据扩散深度求得各层的视深度,最后对成像深度进行微校正后建立CDI成像结果。用层状模型进行验算结果表明,该方法对低阻薄层,特别是浅部成像有很好的效果,该方法简单易行且成像效果较为理想。

用多次波进行深度成像

多次波深度成像是一种叠前深度偏移方法,它是将多次波作为更准确的边界成图和振幅恢复的有效信号。这一思路与基于模型的多次波压制技术和逆时深度偏移有着部分的联系。常规的逆时偏移是使用计算所记录地震道和射线追踪的反射波传播的双程波动方程,或者是使用计算直达波旅行时的程函方程(激励时间成像原理),因而逆时偏移与大多数其他的只需一次反射波的单程波动方程方法或射线追踪偏移方法大致相同。因为如果不减弱一次波就几乎不可能衰减多次波,所以需要寻求一种在资料处理中建设性地使用多次波而不是想着去破坏它们的方法。此外,如果把一个双程全波动方程用于偏移中,那么多次波和其他类型的非反射波就能加强边界成像和振幅恢复。新方法通过有限差分技术解出了波在正向和反向方向上传播的双程波动方程。因此,它可考虑所有类型的声波,例如反射(一次波和多次波)、折射、绕射、透射波和这些波的任意组合。 在成像过程中,所有这些不同类型波场的衰减都发生在生成或改变它们的边界上。这一成像过程经过了四个主要步骤。首先,利用双程标量全波动方程使源函数(子波)从震源位置向所有方向正向推进;其次,用双程标量全波动方程使炮点道集中的记录道从全部检波器点向所有方向反向进展;然后。

墨西哥湾深度成像实例和方法

过去几年在地震成像方面所取得的进展已彻底改变了复杂地区地质构造的解释.墨西哥湾受该技术的影响最大.在墨西哥湾由于实现了对盐下区构造作解释,所以获得了非常大的油气发现.有趣的是,尽管在对这些复杂地区的成像中采用了许多新的方法,但是其中的许多技术却源自于经典的时间成像方法,并且其中有很多仍在大规模的生产性深度成像中使用.这些技术的本质是假定局部平层具有双曲线时差特性,虽然这种双曲线时差假设在象墨西哥湾盐下成像这样的复杂地区是不正确的,但是其使用效果是稳健和确定的.深度成像技术逐渐地发展到可用以克服局部平缓地层假设的局限性,但其代价为牺牲了上述确定性.对于实际的深度模型来说,速度、密度和其它参数必须以空间上可变的方式来确定,所以要确定的参数数量非常多.深度成像透视图中的一致性地球模型依赖于测量冗余,即地下反射在采集观测系统的许多震源-接收器对的各个地震道上出现.成像处理不是生成一个图像而是很多图像,每个生成的图像都利用了穿越大地不同部分的能量.一致性要求这些图像相同.因此,与时间成像中的局部平缓层假设一样,困难的不再是成像算法本身,而是有关的数据及其冗余和在确定一致性模型中的不确定性.

深度成像是商品吗?新的成像技术和基于Web的协作的影响

当需要更清晰地揭示地下的复杂构造或速度场时,包括速度/深度模型的建立和叠前深度偏移的叠前深度成像越来越成为一种常规处理手段.

混合偏移:一种划算的3D深度成像技术

把地面地震资料转换成地下图像可以分两步:聚焦和定位。聚焦要确保不同炮检距的数据对同 同相轴具有积极的作用;定位涉及的是利用给定速度模型将聚焦后的同相轴转换成深度图像 叠前深度偏移可以同时完成这两步,然而对3D资料来说费用是惊人的。叠前时间偏移更经济此,甚至在速度适度变化时对地震波也能很好地聚焦,但存在定位误差的问题。混合偏移是一种划算的深度成像技术,它用叠前时间偏移进行聚焦,用反偏移消除定位误差,然后进行叠前深度偏移正确定位。当横向速度变化不大时,混合技术能产生一个与速度场很吻合的深度图像。当构造十分复杂需要进行叠前深度偏移时,混合偏移的结果可用来产生 个初始速度模型,从而减少建立速度模型时的迭代次数。

频谱编码深度成像实验研究

频谱编码显微镜是用衍射光栅和光谱分析装置来获得显微图像.样品上不同的位置被不同的波长照明,通过对反射光光谱进行解码来得到空间信息.搭建了一个基于超连续光源和自制光谱仪的频谱编码显微成像系统,其横向分辨率为1.72±0.13μm(编码线方向)和1.26±0.08μm(垂直于编码线方向),测得不同横向位置处的轴向分辨率有差异.对离体猪肝组织不同部位进行了成像(可见血管、肝窦内皮细胞和肝细胞);对鸡心组织以10μm深度间隔进行成像,测得不同深度处结构信息不一样.结果表明,采用该频谱编码成像的方法能够进行高分辨的深度成像.

基于菲涅耳透镜色散的双波长荧光显微深度成像

提出一种非轴向扫描的细胞显微深度成像技术,在显微系统中加入菲涅耳透镜,利用菲涅耳透镜的色散将不同激发光波长聚焦到不同的轴向位置,以实现对两个或多个焦平面同时成像.基于405nm和532nm两种激发光波长,在传统的荧光显微镜的激发路径中加入对应的两个成像探测器来探测两个不同焦平面所对应像面的成像信息,搭建得到一个能够实现探测深度约为12μm的基于菲涅耳透镜的荧光显微深度成像系统,并与基于显微物镜色差无菲涅耳透镜的荧光显微深度成像系统的成像深度和轴向分辨率进行实验对比.实验结果表明:加入菲涅耳透镜能够实现系统对不同焦面的同时成像;对于同一荧光波段,保证系统横向分辨率的同时,扩大了成像景深.该系统可以实现荧光生物细胞内部不同深度处的多波段同时探测.