專利名稱：用于分析和成像增強(qiáng)三維體數(shù)據(jù)集合的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及三維(“3D”)體數(shù)據(jù)集合(3D volume data sets)的成像。更具體地，本發(fā)明涉及代表3D體數(shù)據(jù)集合中的事件的物理屬性的改進(jìn)的成像和分析。
背景技術(shù)：
很多研究領(lǐng)域需要3D體數(shù)據(jù)集合的分析和成像。例如，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，使用計(jì)算機(jī)軸向斷層掃描(“CAT”)掃描儀或核磁共振成像(“MRI”)設(shè)備來產(chǎn)生患者身體一些部位的圖像或診斷圖像。掃描儀或MRI設(shè)備產(chǎn)生要被成像或顯示的3D體數(shù)據(jù)集合，從而醫(yī)學(xué)人員可以分析圖像并做出診斷。
在涉及地球科學(xué)的很多研究領(lǐng)域中也應(yīng)用三維體數(shù)據(jù)集合。地震探測(cè)是一種用于探索地球地下地質(zhì)的方法。地下爆破或地震激發(fā)類似于低頻聲波、在地球表面以下傳播并由地震儀檢測(cè)的地震波。地震儀記錄地震波的到達(dá)時(shí)間，包括直射波和反射波。已知爆破或地震的時(shí)間和地點(diǎn)，就可以計(jì)算通過地球內(nèi)部的波的傳播時(shí)間，并用以測(cè)量在地球內(nèi)部的波的速度。類似的技術(shù)可以被用于近海石油和天然氣的探索。在近海探索中，海船拖著聲源和水下水聽器。例如，由像氣球爆裂一樣工作的充氣設(shè)備產(chǎn)生低頻(如，50Hz)聲波。聲波由海底下面的巖層反彈，并由水聽器拾音。以這種方式，反射波“映射”了諸如斷層、地層褶曲和穹隆等儲(chǔ)存石油的地下沉積結(jié)構(gòu)。處理數(shù)據(jù)來產(chǎn)生包括在地理空間中特定(x、y、z)位置處的反射或地震振幅數(shù)據(jù)值的3D體數(shù)據(jù)集合。
3D體數(shù)據(jù)集合由具有x、y、z坐標(biāo)的“體素”或體元素構(gòu)成。在給定位置，每個(gè)體素具有用于一些測(cè)量或計(jì)算的物理特性的數(shù)據(jù)值。例如，數(shù)據(jù)值可以是可以包括256個(gè)可能值的八位數(shù)據(jù)字。地質(zhì)數(shù)據(jù)值的示例包括振幅、相位、頻率和相似度。在不同的3D體數(shù)據(jù)集合中存儲(chǔ)不同的數(shù)據(jù)值，其中每個(gè)3D體數(shù)據(jù)代表不同的數(shù)據(jù)值。為了分析被稱為“事件”的某些地質(zhì)結(jié)構(gòu)，必須譯碼來自不同3D體數(shù)據(jù)集合的信息，然后用以分析不同的事件。
顯示多3D體數(shù)據(jù)集合的一種傳統(tǒng)方法要求將體素重定比例，以便來自每個(gè)3D體數(shù)據(jù)集合的數(shù)據(jù)值適合用于彩色顯示的256個(gè)數(shù)據(jù)值范圍，這引起每個(gè)3D體數(shù)據(jù)集合準(zhǔn)確度的下降。另一傳統(tǒng)方法顯示每個(gè)3D體數(shù)據(jù)集合，但是，通過調(diào)整透明度來控制每個(gè)3D體數(shù)據(jù)集合的光學(xué)顯示。
在杰克·李所著、1999年3月在《前沿》上發(fā)表的題為《來自通過體素跟蹤的種子拾取的結(jié)構(gòu)缺陷》文章中，在單一顯示中結(jié)合了每個(gè)只利用256個(gè)數(shù)據(jù)值范圍中的128個(gè)數(shù)據(jù)值的兩個(gè)3D體數(shù)據(jù)集合。顯著地降低了顯示分辨率，因此限制了準(zhǔn)確譯碼某些事件的能力。
因此，在本領(lǐng)域中需要以改進(jìn)的準(zhǔn)確性和分辨率可視化一個(gè)或多個(gè)3D體數(shù)據(jù)集合的系統(tǒng)和方法。因此，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員進(jìn)行了長期地探索，而且將非常清楚致力于解決這些和其他問題的本發(fā)明。為了描述本發(fā)明起見，可能交替使用術(shù)語“成像”和“可視化”。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于可視化并譯碼單一結(jié)合3D體數(shù)據(jù)集合中的多個(gè)3D體數(shù)據(jù)集合的改進(jìn)系統(tǒng)和方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種用于可視化并譯碼單一增強(qiáng)3D體數(shù)據(jù)集合中的單一3D體數(shù)據(jù)集合的改進(jìn)系統(tǒng)和方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種利用在256個(gè)點(diǎn)上成比例的基本3D體數(shù)據(jù)集合用于可視化并譯碼一個(gè)或多個(gè)3D體數(shù)據(jù)集合的改進(jìn)系統(tǒng)和方法，其中從可以被插入到基本3D體數(shù)據(jù)集合中而不改變基本3D體數(shù)據(jù)集合的定標(biāo)的一個(gè)或多個(gè)3D體數(shù)據(jù)集合中選擇數(shù)據(jù)值。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是選中的事件的改進(jìn)分辨率。
本發(fā)明的另一優(yōu)勢(shì)是能夠準(zhǔn)確并有效地顯示來自多于兩個(gè)3D體數(shù)據(jù)集合的與事件相關(guān)的選中數(shù)據(jù)值。
本發(fā)明的另一優(yōu)勢(shì)是能夠同時(shí)顯示來自多個(gè)3D體數(shù)據(jù)集合的數(shù)據(jù)值。
本發(fā)明的另一優(yōu)勢(shì)是具有比透明度顯示更好的準(zhǔn)確性。
本發(fā)明的另一優(yōu)勢(shì)是能夠在較低質(zhì)量的數(shù)據(jù)值范圍內(nèi)集中關(guān)鍵事件。
本發(fā)明的另一優(yōu)勢(shì)是縮短譯碼周期時(shí)間。
通過附圖、這里所給出地描述以及所附的權(quán)利要求，本發(fā)明的這些和其他目的、特征和優(yōu)勢(shì)將變得清楚。
因此，為了更準(zhǔn)確而有效地分析和譯碼不同的選中事件，本發(fā)明提供了一種用于成像一個(gè)或多個(gè)3D體數(shù)據(jù)集合的系統(tǒng)和方法。每個(gè)3D體數(shù)據(jù)集合包括多個(gè)體素，其中每個(gè)體素包括定位在各個(gè)3D體數(shù)據(jù)集合中的3D位置的數(shù)據(jù)值。一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例包括一種結(jié)合多個(gè)3D體數(shù)據(jù)集合的方法，所述方法通過選擇代表第一屬性的第一3D體數(shù)據(jù)集合，選擇代表第二屬性的第二3D體數(shù)據(jù)集合，以及通過將第一3D體數(shù)據(jù)集合和第二3D體數(shù)據(jù)集合二者至少之一中的每個(gè)數(shù)據(jù)值與預(yù)選數(shù)據(jù)值范圍或判別式進(jìn)行比較而返回輸出3D體數(shù)據(jù)集合來結(jié)合多個(gè)3D體數(shù)據(jù)集合。針對(duì)滿足判別式的每個(gè)數(shù)據(jù)值，所述方法還包括在輸出3D體數(shù)據(jù)集合中與相應(yīng)數(shù)據(jù)值對(duì)應(yīng)的位置插入第一選中數(shù)據(jù)值。針對(duì)不滿足判別式的每個(gè)數(shù)據(jù)值，所述方法還包括在輸出3D體數(shù)據(jù)集合中與相應(yīng)數(shù)據(jù)值對(duì)應(yīng)的位置插入第二選中數(shù)據(jù)值。所述方法還可以包括顯示輸出3D體數(shù)據(jù)集合的至少一個(gè)截面，以及通過在顯示中插入種子拾取來選擇數(shù)據(jù)值，從而用于可視化和譯碼事件。
第一選中數(shù)據(jù)值可以與第一屬性相關(guān)，以及第二選中數(shù)據(jù)值可以與第二屬性相關(guān)。利用輸出3D體數(shù)據(jù)集合的顯示，將種子拾取視覺定位在選中數(shù)據(jù)值。最好使用計(jì)算機(jī)和軟件程序，用于確定或“自動(dòng)拾取”與種子拾取相連、具有與相應(yīng)的種子拾取相同或相似數(shù)據(jù)值的全部數(shù)據(jù)值。因此，本發(fā)明可以包括機(jī)器可讀的程序存儲(chǔ)設(shè)備，包含機(jī)器可執(zhí)行的指令程序以最終成像輸出3D體數(shù)據(jù)集合。
在優(yōu)選實(shí)施例中，第一3D體數(shù)據(jù)集合和第二3D體數(shù)據(jù)集合每個(gè)都包括地震數(shù)據(jù)。所述方法也允許結(jié)合額外的3D體數(shù)據(jù)集合，以及從而，可以包括產(chǎn)生代表第三屬性的第三3D體數(shù)據(jù)集合，并將其中的每個(gè)數(shù)據(jù)值與第二預(yù)選數(shù)據(jù)值范圍進(jìn)行比較。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，可以使用與多個(gè)屬性之一相關(guān)的增強(qiáng)3D體數(shù)據(jù)集合以可視化并譯碼不同的選中事件。在這個(gè)實(shí)施例中，所述方法包括確定來自代表具體屬性的3D體數(shù)據(jù)集合的每個(gè)數(shù)據(jù)值。然后，通過選擇數(shù)據(jù)值范圍或判別式并將每個(gè)數(shù)據(jù)值與判別式相比較，從而創(chuàng)建增強(qiáng)3D體數(shù)據(jù)集合。如果滿足判別式，那么所述方法還包括在增強(qiáng)3D體數(shù)據(jù)集合中與相應(yīng)數(shù)據(jù)值對(duì)應(yīng)的位置插入第一選中數(shù)據(jù)值。如果不滿足判別式，那么所述方法包括在增強(qiáng)3D體數(shù)據(jù)集合中保持?jǐn)?shù)據(jù)值不變。額外的步驟可以包括至少顯示增強(qiáng)3D體數(shù)據(jù)集合的截面，通過在顯示中插入種子拾取來選擇數(shù)據(jù)值，以及自動(dòng)拾取與種子拾取相連、具有與種子拾取的數(shù)據(jù)值相等的數(shù)據(jù)值的多個(gè)數(shù)據(jù)值。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，提供了一種方法用于創(chuàng)建從多個(gè)3D體數(shù)據(jù)集合得到的結(jié)合3D體數(shù)據(jù)集合。所述方法包括選擇基本3D體數(shù)據(jù)集合，其中基本3D體數(shù)據(jù)集合可以包括具有3D坐標(biāo)和基本數(shù)據(jù)字的數(shù)據(jù)值?；緮?shù)據(jù)字最好可以與第一屬性相關(guān)。此外，所述方法包括選擇第二三維體數(shù)據(jù)集合，其中第二3D體數(shù)據(jù)集合可以包括數(shù)據(jù)值，所述數(shù)據(jù)值具有與基本3D體數(shù)據(jù)集合空間位置一致的坐標(biāo)和與第二屬性相關(guān)的第二數(shù)據(jù)字的。所述方法還包括通過在第二3D體數(shù)據(jù)集合中根據(jù)預(yù)選數(shù)據(jù)值范圍或判別式選擇數(shù)據(jù)值來返回結(jié)合3D體數(shù)據(jù)集合。如果滿足判別式，那么所述方法還包括用與第二屬性相關(guān)的數(shù)據(jù)值代替在基本3D體數(shù)據(jù)集合中相應(yīng)坐標(biāo)的基本數(shù)據(jù)字。如果不滿足判別式，那么所述方法包括保持在基本3D體數(shù)據(jù)集合中的相應(yīng)坐標(biāo)與第一屬性相關(guān)的基本數(shù)據(jù)字不變。在創(chuàng)建結(jié)合3D體數(shù)據(jù)集合之后，所述方法還可以包括至少顯示結(jié)合3D體數(shù)據(jù)集合的一部分，以及利用顯示在事件上定位種子拾取。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述事件是地質(zhì)結(jié)構(gòu)。
繼續(xù)以這種方式，額外的方法步驟可以包括選擇第三3D體數(shù)據(jù)集合，其中第三3D體數(shù)據(jù)集合可以包括具有與基本3D體數(shù)據(jù)集合空間位置一致的坐標(biāo)和與第三屬性相關(guān)的第三數(shù)據(jù)字的數(shù)據(jù)值。然后，所述方法包括通過在第三3D體數(shù)據(jù)集合中根據(jù)第二預(yù)選數(shù)據(jù)值范圍或判別式選擇數(shù)據(jù)值來返回修訂的組合3D體數(shù)據(jù)集合。如果滿足第二判別式，那么所述方法還包括用與第三屬性相關(guān)的第二選中數(shù)據(jù)值代替在基本3D體數(shù)據(jù)集合中相應(yīng)坐標(biāo)的基本數(shù)據(jù)字。如果不滿足第二判別式，那么所述方法還包括保持在基本3D體數(shù)據(jù)集合中相應(yīng)位置與第一屬性相關(guān)的基本數(shù)據(jù)字不變。在優(yōu)選實(shí)施例中，所述第一屬性、第二屬性和第三屬性每個(gè)都與地震數(shù)據(jù)相關(guān)。


圖1是描述了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；圖2是描述了典型地震軌跡與數(shù)據(jù)值或體素之間的關(guān)系的示意圖；圖3是以相關(guān)的數(shù)據(jù)值直方圖描述了給定范圍-128到127之間的地震振幅數(shù)據(jù)值(八位數(shù)據(jù)值)的示例的示意圖；圖4是描述了峰值(正相位)事件與相應(yīng)數(shù)據(jù)值之間的關(guān)系的示意圖；圖5是描述了用于自動(dòng)拾取確定的數(shù)據(jù)值范圍內(nèi)的全部連接點(diǎn)的種子拾取的示意圖；圖6是描述通過自動(dòng)拾取處理畫輪廓得到的地球體(geobody)的示意圖；以及圖7示出了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的軟件程序或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例。
盡管將連同目前的優(yōu)選實(shí)施例描述本發(fā)明，可以理解的是，并不想要把本發(fā)明限制于這些實(shí)施例。相反，想要含蓋包括在本發(fā)明的精神之內(nèi)的全部選擇對(duì)象、修改和等價(jià)物。
具體實(shí)施例方式
通過將一個(gè)或多個(gè)屬性結(jié)合到單一結(jié)合屬性體或組合體中來創(chuàng)建結(jié)合體(“組合體”)。在與3D體數(shù)據(jù)集合內(nèi)的地震屬性相關(guān)的一個(gè)示例中，通過將某些數(shù)據(jù)值(在地震屬性3D體數(shù)據(jù)集合中通常具有256個(gè)可能的數(shù)值)以代表其他空間位置一致的地震屬性數(shù)據(jù)值的某些數(shù)值的另一數(shù)據(jù)值(如8位地震標(biāo)記數(shù)據(jù)值)進(jìn)行替換來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。組合體對(duì)于增強(qiáng)基于體素的自動(dòng)跟蹤裝置的性能特別有用。針對(duì)在譯碼地震數(shù)據(jù)中的應(yīng)用突出組合體的效用的示例包括用于自動(dòng)跟蹤低振幅不連續(xù)事件的地震振幅/瞬時(shí)相位組合體。事件意味著如地震數(shù)據(jù)描述的地質(zhì)結(jié)構(gòu)等地球體(geobody)。在另一示例中，地震振幅/相似度組合體可以用于在如斷層或其他地質(zhì)邊界等地質(zhì)間斷處停止自動(dòng)跟蹤裝置。在另一示例中，地震振幅/瞬時(shí)頻率組合體可以用于突出地震描述的具體地質(zhì)特征，如在峰值事件上的上超或在波谷事件上的上超。用于石油和天然氣探索和開發(fā)的商業(yè)用途可以包括事件測(cè)繪、模型建立、多屬性顯示以及自動(dòng)拾取增強(qiáng)。
現(xiàn)在參照?qǐng)D1，描述了與本發(fā)明一致的方法10用于確定與用于創(chuàng)建輸出體數(shù)據(jù)集合的體素相關(guān)的數(shù)據(jù)值。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知的那樣，體素包括3D坐標(biāo)位置和數(shù)據(jù)值，如256個(gè)數(shù)值的數(shù)據(jù)字，即，8位字。在步驟12中，確定用于在相同坐標(biāo)或點(diǎn)P的每個(gè)空間位置一致體的數(shù)據(jù)值VS、V1、…、VN，其中VS可以是點(diǎn)P處原始地震體的數(shù)據(jù)值，V1可以是點(diǎn)P處屬性體1(VOL 1)的數(shù)據(jù)值，以及依此類推，VN是點(diǎn)P處屬性體N(VOL N)的數(shù)據(jù)值。然后大體上如步驟14、16和18所述確定點(diǎn)P處組合體(VC)的數(shù)據(jù)值。
在步驟14中，確定VS、V1、…、VN是否處于用戶指定的判別式中；例如，這些數(shù)據(jù)值是否在可以為VOL S、VOL 1、…、VOL N中的每一個(gè)選擇的用戶指定的數(shù)據(jù)值范圍內(nèi)。如步驟16所示，如果VS、V1、…、VN不處于判別式中，則設(shè)置VC的數(shù)據(jù)值；例如，設(shè)置為與點(diǎn)P處VS相同的數(shù)據(jù)值。可以使用其他用戶指定的數(shù)據(jù)值，或者可以使用從相應(yīng)點(diǎn)P處的任意3D體數(shù)據(jù)集合取得的數(shù)據(jù)值。如步驟18所示，如果VS、V1、…、VN處于判別式中，則將VC的數(shù)據(jù)值設(shè)置為與屬性體VS、V1、…、VN之一相關(guān)的用戶指定的標(biāo)記數(shù)據(jù)值。如步驟20所示，然后將判別式應(yīng)用于每個(gè)點(diǎn)P，即，用于要產(chǎn)生的組合體的每個(gè)體素。一旦這種反復(fù)處理完成，如步驟22所示，可以顯示組合體的截面、切片或其他視圖。然后，可以從視覺可辨別的事件中選擇種子拾取，以及如步驟24中“自動(dòng)拾取”處理所示將自動(dòng)確認(rèn)與種子拾取相連具有與種子拾取相同數(shù)據(jù)值的體素。這種方法快速而準(zhǔn)確地確定如地質(zhì)結(jié)構(gòu)等事件的外延。然后可以顯示事件的外延用于分析和解釋。
用于增強(qiáng)自動(dòng)跟蹤或自動(dòng)拾取子表面鹽邊界的組合體的一個(gè)實(shí)施例利用這些3D體數(shù)據(jù)集合，每個(gè)3D體數(shù)據(jù)集合代表如瞬時(shí)頻率、地震振幅和瞬時(shí)振幅等不同的屬性?？梢岳脗鹘y(tǒng)方法來確定地震振幅數(shù)據(jù)(SA)的瞬時(shí)振幅屬性(IA)和瞬時(shí)振幅屬性的瞬時(shí)頻率(IFIA)，配置這個(gè)用于檢測(cè)和顯示鹽邊界的組合體的實(shí)施例。因此，可以如下配置新的鹽檢測(cè)(SD)組合體如果f1≤IFIA(x，y，z)≤f2而且a1≤SA(x，y，z)≤a2，則SD(x，y，z)＝v1，否則SD(x，y，z)＝IA(x，y，z)。
f1、f2、a1、a2和v1的數(shù)值是用戶選定的。
可以構(gòu)建由地震振幅數(shù)據(jù)和瞬時(shí)相位數(shù)據(jù)組成的組合體的另一實(shí)施例，以增強(qiáng)自動(dòng)跟蹤另一地震事件的能力。利用傳統(tǒng)方法從地震振幅數(shù)據(jù)中得到瞬時(shí)相位數(shù)據(jù)。結(jié)果得到具有與每個(gè)地震振幅數(shù)據(jù)值或體素相對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)相位數(shù)據(jù)值的3D體數(shù)據(jù)集合。在每個(gè)體素，瞬時(shí)相位數(shù)據(jù)值與用戶指定的數(shù)據(jù)值或判別式進(jìn)行比較。如果瞬時(shí)相位數(shù)據(jù)值滿足判別式，則在新的組合體中以用戶指定的標(biāo)記數(shù)據(jù)值替代這個(gè)數(shù)據(jù)值。如果瞬時(shí)相位數(shù)據(jù)值不滿足判別式，則以來自代表地震振幅的3D體數(shù)據(jù)集合的相應(yīng)樣本數(shù)據(jù)替代新的組合體中的這個(gè)數(shù)據(jù)值。
可以使用多于兩個(gè)的3D體數(shù)據(jù)集合，以及為每一個(gè)3D體數(shù)據(jù)集合設(shè)置約束條件，考慮空間位置一致的數(shù)據(jù)體A(x，y，z)、B(x，y，z)和C(x，y，z)，其中如下配置數(shù)據(jù)體D(x，y，z)如果α1≤A(x，y，z)≤α2而且/或b1≤B(x，y，z)≤b2而且/或c1≤C(x，y，z)≤c2，則D(x，y，z)＝某些特定的用戶選擇數(shù)據(jù)值，否則D(x，y，z)＝另一數(shù)值。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2，示出了典型地震軌跡26與多個(gè)體素28之間的關(guān)系。沿地震軌跡26以預(yù)定間隔測(cè)量樣本數(shù)據(jù)值比率30。體素28是圍繞地震軌跡26的樣本25的3D表示或盒子。為了地震數(shù)據(jù)的目的，體素通常可以具有可以從0到255或從-128到127標(biāo)注的256個(gè)可能的數(shù)據(jù)值，或者由所用的數(shù)據(jù)類型確定的數(shù)據(jù)值范圍。在體素28之間將用于任意3D體數(shù)據(jù)集合的測(cè)量數(shù)據(jù)值分開。
圖3以相關(guān)數(shù)據(jù)直方圖描述了給定范圍-128到127的地震振幅數(shù)據(jù)值的示例。
圖4描述了峰值(正相位)事件27與相關(guān)體素29之間的關(guān)系。
本發(fā)明的另一實(shí)施例包含增強(qiáng)3D體數(shù)據(jù)集合的創(chuàng)建。增強(qiáng)3D體數(shù)據(jù)集合用以增強(qiáng)自動(dòng)跟蹤裝置創(chuàng)建表面、事件和或地球體(geobody)的能力。盡管本發(fā)明可以應(yīng)用于任意類型的3D體數(shù)據(jù)集合，根據(jù)如下的描述使用地震相位數(shù)據(jù)值。增強(qiáng)3D體數(shù)據(jù)集合將8位地震數(shù)據(jù)體中256個(gè)數(shù)據(jù)值中的某些和與這些特定數(shù)據(jù)值相關(guān)的標(biāo)記數(shù)值相結(jié)合。
為了創(chuàng)建代表地震相位的增強(qiáng)3D體數(shù)據(jù)集合，在最大峰值相位數(shù)據(jù)值附近選擇數(shù)據(jù)值的范圍。例如，當(dāng)使用標(biāo)度從0到255的峰值數(shù)據(jù)值時(shí)，其中峰值將是127的數(shù)據(jù)值，可能的范圍可以從大約115到139。將測(cè)試3D體數(shù)據(jù)集合中的全部體素，而且可以用用戶選擇的數(shù)據(jù)值如127等重新定義任何具有在這個(gè)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)值的體素。如圖5所示，然后可以在選中的事件中視覺定位種子拾取32。然后，計(jì)算機(jī)產(chǎn)生程序可以確定或自動(dòng)拾取，并顯示任何在上邊界34和下邊界36定義的范圍內(nèi)與種子拾取32相連的點(diǎn)38，可以包括或者排除如圖5具體所示的數(shù)據(jù)值，畫出作為應(yīng)用于增強(qiáng)地震相位3D體數(shù)據(jù)集合的種子拾取和自動(dòng)拾取處理的結(jié)果形成的地球體(geobody)的輪廓。
在另一實(shí)施例中，從多于一個(gè)的3D體數(shù)據(jù)集合中產(chǎn)生組合體。重要的是應(yīng)當(dāng)注意利用3D體數(shù)據(jù)集合的任意結(jié)合都可以應(yīng)用本發(fā)明的方法，但是為了解釋的目的，利用地震屬性、地震相位和地震振幅數(shù)據(jù)體的結(jié)合提供地震示例。選擇基本3D體數(shù)據(jù)集合。基本3D體數(shù)據(jù)集合將保持其直方圖分布跨越振幅范圍(-128到127)如圖3中示例所示。在0到255的標(biāo)度上，0代表-128波谷，而255代表127峰值。選擇第二3D體數(shù)據(jù)集合，從中選擇關(guān)鍵體素與基本3D體數(shù)據(jù)集合相結(jié)合。
在這個(gè)實(shí)施例中，參考如下描述使用地震相位數(shù)據(jù)。在最大峰值地震相位數(shù)據(jù)值附近選擇數(shù)據(jù)值范圍。當(dāng)使用標(biāo)度從0到255的峰值數(shù)據(jù)值時(shí)，其中峰值是數(shù)據(jù)值127，可能的范圍可以從大約115到139。將在0到255的標(biāo)度上，以數(shù)據(jù)值127(最大峰值)或255重新定義在這個(gè)范圍內(nèi)的全部體素。顯示得到的組合體，以及然后在關(guān)鍵事件上定位種子拾取。如圖5所示，然后自動(dòng)檢出器處理將找出全部連接點(diǎn)。
可以利用硬件、軟件或者它們的組合實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，以及可以在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和其他處理系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。在圖7中示出了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的軟件或程序結(jié)構(gòu)100的一個(gè)實(shí)施例。在程序結(jié)構(gòu)100底部的是操作系統(tǒng)102。合適的操作系統(tǒng)102包括，例如，UNIX操作系統(tǒng)、或者微軟公司的WindowsNT、或者作為相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員所清楚的其他操作系統(tǒng)。
菜單和視窗軟件104位于操作系統(tǒng)102之上。菜單和視窗軟件104用以提供多種菜單和窗口以便利與用戶的交互作用，并獲得用戶的輸入和指令。菜單和視窗軟件104可以包括，例如，Microsoft WindowsTM、X WindowSystemTM(麻省理工學(xué)院注冊(cè)的商標(biāo))、以及MOTIFTM(Open SoftwareFoundation公司的注冊(cè)商標(biāo))。正如相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員所清楚的那樣，也可以使用其他菜單和視窗軟件。
基本圖形庫106位于菜單和視窗軟件104之上。基本圖形庫106是用于3D計(jì)算機(jī)繪圖的應(yīng)用程序接口(API)。由基本圖形庫106執(zhí)行的功能包括，例如，幾何與屏面(raster)圖元、RGBA或彩色索引模式、顯示列表或直接模式、觀察與建模變換、照明和陰影、隱藏表面移除、α合成(半透明)、防混淆、材質(zhì)貼圖、模糊效果(霧化、羽化、模糊)、反饋與選擇、蠟版、以及累積緩沖。
特別優(yōu)選的基本圖形庫106為加利福尼亞州，芒廷維尤市，SiliconGraphics公司(“SGI”)提供的OpenGL。OpenGLAPI是不依賴于硬件、窗口和操作系統(tǒng)的多平臺(tái)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。OpenGL被設(shè)計(jì)為可以從C、C++、FORTRAN、Ada和Java程序設(shè)計(jì)語言調(diào)入。OpenGL執(zhí)行上述列出的用于基本圖形庫106的每項(xiàng)功能。OpenGL中的一些命令指定要繪出的幾何對(duì)象，而其他命令控制如何處理對(duì)象。OpenGL狀態(tài)的全部元素，甚至材質(zhì)存儲(chǔ)器和幀緩存器的內(nèi)容，都可以通過使用OpenGL的客戶應(yīng)用程序獲得。OpenGL和客戶應(yīng)用程序可以在相同或不同的機(jī)器上操作，因?yàn)镺penGL是網(wǎng)絡(luò)透明的。在這里作為參考的《OpenGL程序設(shè)計(jì)指南》(ISBN0-201-63274-8)和《OpenGL參考手冊(cè)》(ISBN0-201-63276-4)中更詳細(xì)地描述了OpenGL。
視覺模擬圖形庫108位于基本圖形庫106之上。視覺模擬圖形庫108是用于創(chuàng)建實(shí)時(shí)、多重處理的3D視覺模擬圖形應(yīng)用的API。視覺模擬圖形庫108提供將如照明、材料、材質(zhì)和透明度等圖形庫狀態(tài)控制函數(shù)捆綁在一起的功能。這些函數(shù)跟蹤狀態(tài)以及隨后可以進(jìn)行繪制的顯示列表的創(chuàng)建。
特別優(yōu)選的視覺模擬圖形庫108為加利福尼亞州，芒廷維尤市，SGI提供的IRIS Performer。IRIS Performer支持上述的OpenGL圖形庫。IRISPerformer包括兩個(gè)主庫，libpf和libpr，和四個(gè)附屬庫，libpfdu、libpfdb、libpfui和libpfutil。
IRIS Performer的基礎(chǔ)是性能繪制庫libpr，基于GeoSet提供高速繪制功能和利用GeoState提供圖形狀態(tài)控制的低級(jí)庫。GeoSet是將相同類型的圖形圖元(如，三角形或四邊形)分組在一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象中的可繪制幾何形狀的集合。GeoSet本身不包含幾何圖形，只包含指向數(shù)據(jù)陣列和索引陣列的指針。因?yàn)镚eoSet中的全部圖元類型相同，并且具有相同的屬性，所以以最大硬件速度執(zhí)行大多數(shù)數(shù)據(jù)庫的繪制。GeoState提供用于GeoSet的圖形狀態(tài)定義(如，材質(zhì)或材料)。
位于libpr之上的是libpf，提供優(yōu)化利用多重處理硬件的高性能多重處理數(shù)據(jù)庫繪制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)視覺模擬環(huán)境。數(shù)據(jù)庫實(shí)用程序庫libpfdu提供用于定義3D對(duì)象的幾何和外觀屬性的函數(shù)，共享狀態(tài)和材料，以及從獨(dú)立多邊形輸入產(chǎn)生三角帶。數(shù)據(jù)庫程序庫libpfdb利用libpfdu、libpf和libpr的程序以輸入大量工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫格式的數(shù)據(jù)庫文件。libpfui是用戶接口庫，為用戶接口(C和C++程序設(shè)計(jì)語言)提供用于寫入處理組件的構(gòu)件塊。最后，libpfutil是實(shí)用程序庫，提供用于實(shí)現(xiàn)如多通道選項(xiàng)支持等任務(wù)和圖形用戶接口(GUI)工具的例行程序。
使用IRIS Performer和OpenGLAPI的應(yīng)用程序通常在為實(shí)時(shí)3D視覺模擬進(jìn)行的準(zhǔn)備中執(zhí)行如下步驟1.初始化IRIS Performer；2.指定圖形管道的數(shù)目，選擇多重處理配置，以及按照需要指定硬件模式；3.初始化所選多重處理模式；4.初始化幀速率，以及設(shè)置幀擴(kuò)展策略；5.按照要求創(chuàng)建、配置并打開窗口；以及6.按照要求創(chuàng)建并配置顯示通道。
一旦應(yīng)用程序通過執(zhí)行上面的步驟1到6已經(jīng)創(chuàng)建了圖形繪制環(huán)境，則應(yīng)用程序通常每幀一次地重復(fù)主模擬循環(huán)。
7.計(jì)算動(dòng)態(tài)性能，更新模型矩陣，等；8.延遲到下一幀時(shí)間；9.執(zhí)行等待臨界視點(diǎn)更新；10.繪出幀。
本發(fā)明的組合/增強(qiáng)體程序110位于視覺模擬圖形庫108之上。程序110以相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員所知的方式與由視覺模擬和圖形庫108、基本圖形庫106、菜單和視窗軟件104以及操作系統(tǒng)102中的每一個(gè)執(zhí)行的函數(shù)相互作用，并利用這些函數(shù)。
更好地以面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言編寫本發(fā)明的程序110以允許創(chuàng)建并使用對(duì)象和對(duì)象的功能性。特別優(yōu)選的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言是C++。
在一個(gè)實(shí)施例中，程序110以相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的方式存儲(chǔ)3D體數(shù)據(jù)集合。例如，用于數(shù)據(jù)體的格式可以由兩部分組成，體頭(volume header)，其后跟隨與數(shù)據(jù)集合的大小一樣長的數(shù)據(jù)體。體頭通常包含在指定序列中的信息，如數(shù)據(jù)集合的文件路徑(位置)、大小、x、y和z方向的尺寸、用于x、y和z軸的注釋、用于數(shù)據(jù)值的注釋等。數(shù)據(jù)體是字節(jié)的二進(jìn)制序列，可以按照如下方式排序每數(shù)據(jù)值的一個(gè)或多個(gè)字節(jié)，。第一字節(jié)是在體位置(x，y，z)＝(0，0，0)處的數(shù)據(jù)值。第二字節(jié)是在體位置(1，0，0)處的數(shù)據(jù)值，第三字節(jié)是在(2，0，0)處的數(shù)據(jù)值，等等。當(dāng)取盡x維度時(shí)，然后增加y維度，以及最后增加z維度。本發(fā)明并不以任何方式限制具體數(shù)據(jù)格式。
程序110利用來自用戶的輸入來標(biāo)識(shí)一個(gè)和多個(gè)3D體數(shù)據(jù)集合以用于成像和分析。當(dāng)使用多個(gè)數(shù)據(jù)體時(shí)，用于每個(gè)數(shù)據(jù)體的數(shù)據(jù)值代表用于相同地理空間的不同物理參數(shù)和屬性。作為示例，多個(gè)數(shù)據(jù)體可以包括地質(zhì)體、溫度體和水飽和度體?？梢砸?x，y，z，地震振幅)的形式表示地質(zhì)體中的體素?？梢砸?x，y，z，℃)的形式表示溫度體中的體素?？梢砸?x，y，z，％飽和度)的形式表示水飽和體中的體素。由這些體中的每個(gè)中的體素確定的物理或地理空間是相同的。但是，對(duì)于任意特定空間位置(x0，y0，z0)，將在地質(zhì)體中包含地震振幅，在溫度體中包含溫度，以及在水飽和度體中包含水飽和度。
上述本發(fā)明的公開和描述是例證性和說明性的，而且本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不偏離本發(fā)明的精神的前提下可以在大小、形狀和材料、機(jī)制等價(jià)物的應(yīng)用上，以及在所描述的結(jié)構(gòu)或多種元件的特征的組合的細(xì)節(jié)上進(jìn)行多種修改。
權(quán)利要求
1.一種用于在單一輸出3D體數(shù)據(jù)集合中結(jié)合多個(gè)3D體數(shù)據(jù)集合的方法，每個(gè)3D體數(shù)據(jù)集合包括3D空間坐標(biāo)，每個(gè)3D坐標(biāo)包括數(shù)據(jù)值而且被定位在相應(yīng)3D體數(shù)據(jù)集合中的3D位置，所述方法包括以下步驟選擇第一3D體數(shù)據(jù)集合；選擇第二3D體數(shù)據(jù)集合；將所述第一3D體數(shù)據(jù)集合和所述第二3D體數(shù)據(jù)集合二者至少之一中的每個(gè)所述數(shù)據(jù)值與預(yù)選數(shù)據(jù)值范圍進(jìn)行比較；針對(duì)在所述數(shù)據(jù)值范圍內(nèi)的每個(gè)比較數(shù)據(jù)值，在所述輸出3D體數(shù)據(jù)集合中與所述各個(gè)數(shù)據(jù)值對(duì)應(yīng)的位置插入一個(gè)預(yù)選數(shù)據(jù)值，以及針對(duì)不在所述數(shù)據(jù)值范圍內(nèi)的每個(gè)比較數(shù)據(jù)值，在所述輸出3D體數(shù)據(jù)集合中與所述各個(gè)數(shù)據(jù)值對(duì)應(yīng)的位置插入另一預(yù)選數(shù)據(jù)值；以及顯示所述輸出3D體數(shù)據(jù)集合的至少一個(gè)截面。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述預(yù)選數(shù)據(jù)值和所述另一預(yù)選數(shù)據(jù)值中的每一個(gè)與第一屬性和第二屬性中的至少一個(gè)相關(guān)。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述預(yù)選數(shù)據(jù)值與來自所述第一3D體數(shù)據(jù)集合和所述第二3D體數(shù)據(jù)集合二者中所述至少之一的、在所述數(shù)據(jù)值范圍內(nèi)的所述比較數(shù)據(jù)值相等。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述另一預(yù)選數(shù)據(jù)值與來自所述第一3D體數(shù)據(jù)集合和所述第二3D體數(shù)據(jù)集合二者中所述至少之一的、不在所述數(shù)據(jù)值范圍內(nèi)的所述比較數(shù)據(jù)值相等。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括以下步驟在所述顯示中插入種子拾取，用于確定與物理現(xiàn)象相關(guān)的事件，利用所述顯示在相應(yīng)數(shù)據(jù)值位置定位所述種子拾取；以及自動(dòng)拾取與所述種子拾取相連、在定位所述種子拾取處具有與所述相應(yīng)數(shù)據(jù)值相同的數(shù)據(jù)值的全部數(shù)據(jù)值。
6.一種機(jī)器可讀程序存儲(chǔ)設(shè)備，它包含機(jī)器可執(zhí)行指令程序以執(zhí)行用于成像增強(qiáng)3D體數(shù)據(jù)集合的方法步驟，輸出3D體數(shù)據(jù)集合包括多個(gè)3D空間坐標(biāo)，每個(gè)3D坐標(biāo)包括數(shù)據(jù)值，所述方法包括以下步驟選擇3D體數(shù)據(jù)集合，所述3D體數(shù)據(jù)集合包括多個(gè)3D空間坐標(biāo)，每個(gè)3D坐標(biāo)包括數(shù)據(jù)值；將所述3D體數(shù)據(jù)集合中的每個(gè)所述數(shù)據(jù)值與預(yù)選判別式進(jìn)行比較；針對(duì)滿足所述預(yù)選判別式的每個(gè)比較數(shù)據(jù)值，在所述輸出3D體數(shù)據(jù)集合中與所述各個(gè)數(shù)據(jù)值對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)處插入一個(gè)預(yù)選數(shù)據(jù)值，以及針對(duì)不滿足所述預(yù)選判別式的每個(gè)比較數(shù)據(jù)值，在所述輸出3D體數(shù)據(jù)集合中與所述各個(gè)數(shù)據(jù)值對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)處插入另一預(yù)選數(shù)據(jù)值；以及顯示所述輸出3D體數(shù)據(jù)集合的至少一個(gè)截面。
7.按照權(quán)利要求6所述的程序存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于所述預(yù)選數(shù)據(jù)值和所述另一預(yù)選數(shù)據(jù)值中的每一個(gè)與多個(gè)屬性中的至少一個(gè)相關(guān)。
8.按照權(quán)利要求6所述的程序存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于所述預(yù)選數(shù)據(jù)值與來自所述3D體數(shù)據(jù)集合的、滿足所述判別式的所述比較數(shù)據(jù)值相等。
9.按照權(quán)利要求6所述的程序存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于所述另一預(yù)選數(shù)據(jù)值與來自所述3D體數(shù)據(jù)集合的、不滿足所述判別式的所述比較數(shù)據(jù)值相等。
10.一種用于顯示增強(qiáng)3D體數(shù)據(jù)集合的方法，所述增強(qiáng)3D體數(shù)據(jù)集合與利用包含多個(gè)3D空間坐標(biāo)的3D體數(shù)據(jù)集合的多個(gè)屬性之一相關(guān)，每個(gè)3D坐標(biāo)包括數(shù)據(jù)值而且被定位在所述3D體數(shù)據(jù)集合中的3D位置，所述方法包括以下步驟將來自所述3D體數(shù)據(jù)集合的每個(gè)數(shù)據(jù)值與預(yù)選數(shù)據(jù)值范圍進(jìn)行比較；針對(duì)在所述數(shù)據(jù)值范圍內(nèi)的每個(gè)比較數(shù)據(jù)值，在所述輸出3D體數(shù)據(jù)集合中與所述各個(gè)數(shù)據(jù)值對(duì)應(yīng)的位置插入一個(gè)預(yù)選數(shù)據(jù)值，以及針對(duì)不在所述數(shù)據(jù)值范圍內(nèi)的每個(gè)比較數(shù)據(jù)值，在所述輸出3D體數(shù)據(jù)集合中與所述各個(gè)數(shù)據(jù)值對(duì)應(yīng)的位置插入另一預(yù)選數(shù)據(jù)值；以及顯示所述輸出3D體數(shù)據(jù)集合的至少一個(gè)截面。
11.按照權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述預(yù)選數(shù)據(jù)值和所述另一預(yù)選數(shù)據(jù)值中的每一個(gè)與多個(gè)屬性中的至少一個(gè)相關(guān)。
12.按照權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述預(yù)選數(shù)據(jù)值與來自所述3D體數(shù)據(jù)集合的、在所述數(shù)據(jù)值范圍內(nèi)的所述比較數(shù)據(jù)值相等。
13.按照權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述另一預(yù)選數(shù)據(jù)值與來自所述3D體數(shù)據(jù)集合的、不在所述數(shù)據(jù)值范圍內(nèi)的所述比較數(shù)據(jù)值相等。
14.按照權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于還包括以下利用所述顯示用于在所述顯示中示出的選中事件處插入種子拾??；以及自動(dòng)拾取與所述種子拾取相連、在定位所述種子拾取處具有與所述種子拾取數(shù)據(jù)值相等的數(shù)據(jù)值的多個(gè)數(shù)據(jù)值，以用于自動(dòng)確定所述事件的外延。
15.一種機(jī)器可讀程序存儲(chǔ)設(shè)備，它包含機(jī)器可執(zhí)行指令程序以執(zhí)行用于在單一輸出3D體數(shù)據(jù)集合中結(jié)合多個(gè)3D體數(shù)據(jù)集合的方法步驟，每個(gè)3D體數(shù)據(jù)集合包括3D空間坐標(biāo)，每個(gè)3D坐標(biāo)包括數(shù)據(jù)值而且被定位在相應(yīng)3D體數(shù)據(jù)集合中的3D位置，所述方法包括以下步驟選擇第一3D體數(shù)據(jù)集合；選擇第二3D體數(shù)據(jù)集合；將所述第一3D體數(shù)據(jù)集合和所述第二3D體數(shù)據(jù)集合二者至少之一中的每個(gè)所述數(shù)據(jù)值與預(yù)選數(shù)據(jù)值范圍進(jìn)行比較；針對(duì)在所述數(shù)據(jù)值范圍內(nèi)的每個(gè)比較數(shù)據(jù)值，在所述輸出3D體數(shù)據(jù)集合中與所述各個(gè)數(shù)據(jù)值對(duì)應(yīng)的位置插入一個(gè)預(yù)選數(shù)據(jù)值，以及針對(duì)不在所述數(shù)據(jù)值范圍內(nèi)的每個(gè)比較數(shù)據(jù)值，在所述輸出3D體數(shù)據(jù)集合中與所述各個(gè)數(shù)據(jù)值對(duì)應(yīng)的位置插入另一預(yù)選數(shù)據(jù)值；以及顯示所述輸出3D體數(shù)據(jù)集合的至少一個(gè)截面。
16.按照權(quán)利要求15所述的程序存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于所述預(yù)選數(shù)據(jù)值和所述另一預(yù)選數(shù)據(jù)值中的每一個(gè)與第一屬性和第二屬性中的至少一個(gè)相關(guān)。
17.按照權(quán)利要求15所述的程序存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于所述預(yù)選數(shù)據(jù)值與來自所述第一3D體數(shù)據(jù)集合和所述第二3D體數(shù)據(jù)集合二者中所述至少之一的、在所述數(shù)據(jù)值范圍內(nèi)的所述比較數(shù)據(jù)值相等。
18.按照權(quán)利要求15所述的程序存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于所述另一預(yù)選數(shù)據(jù)值與來自所述第一3D體數(shù)據(jù)集合和所述第二3D體數(shù)據(jù)集合二者中所述至少之一的、不在所述數(shù)據(jù)值范圍內(nèi)的所述比較數(shù)據(jù)值相等。
19.按照權(quán)利要求15所述的程序存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于還包括以下步驟在所述顯示中插入種子拾取，用于確定與物理現(xiàn)象相關(guān)的事件，利用所述顯示在相應(yīng)數(shù)據(jù)值位置定位所述種子拾??；以及自動(dòng)拾取與所述種子拾取相連、在定位所述種子拾取處具有與所述相應(yīng)數(shù)據(jù)值相同的數(shù)據(jù)值的全部數(shù)據(jù)值。
全文摘要
公開了一種方法(10)和系統(tǒng)，用于通過將一個(gè)或多個(gè)屬性體(12)結(jié)合成單一體來創(chuàng)建結(jié)合屬性體或組合體。例如，可以使用地震數(shù)據(jù)體用于由多個(gè)地震屬性體創(chuàng)建結(jié)合地震屬性體。通過將地震數(shù)據(jù)體中標(biāo)準(zhǔn)8位數(shù)據(jù)值(12)的某幾個(gè)以表示其他空間位置一致的地震屬性數(shù)據(jù)的某幾個(gè)其他數(shù)值的標(biāo)記數(shù)值(18)進(jìn)行替換來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。然后可以顯示(22)組合體，以及在如地質(zhì)體等感興趣的事件上定位種子拾取。然后自動(dòng)檢出器(24)函數(shù)或程序?qū)⒄业娇焖龠M(jìn)一步確定事件的全部連接點(diǎn)。然后可以顯示并譯碼事件。
文檔編號(hào)G01V1/32GK1877364SQ20051007944
公開日2006年12月13日 申請(qǐng)日期2001年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月31日
發(fā)明者杰克·李, 塔特姆·M·謝菲爾德 申請(qǐng)人:蘭德馬克繪圖公司