$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

[국내논문] 그라운드-롤 제거를 위한 CNN과 GAN 기반 딥러닝 모델 비교 분석
Comparison of CNN and GAN-based Deep Learning Models for Ground Roll Suppression 원문보기

지구물리와 물리탐사 = Geophysics and geophysical exploration, v.26 no.2, 2023년, pp.37 - 51  

조상인 (인하대학교 에너지자원공학과) ,  편석준 (인하대학교 에너지자원공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

그라운드-롤(ground roll)은 육상 탄성파 탐사 자료에서 가장 흔하게 나타나는 일관성 잡음(coherent noise)이며 탐사를 통해 얻고자 하는 반사 이벤트 신호보다 훨씬 큰 진폭을 가지고 있다. 따라서 탄성파 자료 처리에서 그라운드-롤 제거는 매우 중요하고 필수적인 과정이다. 그라운드-롤 제거를 위해 주파수-파수 필터링, 커브릿(curvelet) 변환 등 여러 제거 기술이 개발되어 왔으나 제거 성능과 효율성을 개선하기 위한 방법에 대한 수요는 여전히 존재한다. 최근에는 영상처리 분야에서 개발된 딥러닝 기법들을 활용하여 탄성파 자료의 그라운드-롤을 제거하고자 하는 연구도 다양하게 수행되고 있다. 이 논문에서는 그라운드-롤 제거를 위해 CNN (convolutional neural network) 또는 cGAN (conditional generative adversarial network)을 기반으로 하는 세가지 모델(DnCNN (De-noiseCNN), pix2pix, CycleGAN)을 적용한 연구들을 소개하고 수치 예제를 통해 상세히 설명하였다. 알고리듬 비교를 위해 동일한 현장에서 취득한 송신원 모음을 훈련 자료와 테스트 자료로 나누어 모델을 학습하고, 모델 성능을 평가하였다. 이러한 딥러닝 모델은 현장자료를 사용하여 훈련할 때, 그라운드-롤이 제거된 자료가 필요하므로 주파수-파수 필터링으로 그라운드-롤을 제거하여 정답자료로 사용하였다. 딥러닝 모델의 성능 평가 및 훈련 결과 비교는 정답 자료와의 유사성을 기본으로 상관계수와 SSIM (structural similarity index measure)과 같은 정량적 지표를 활용하였다. 결과적으로 DnCNN 모델이 가장 좋은 성능을 보였으며, 다른 모델들도 그라운드-롤 제거에 활용될 수 있음을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The ground roll is the most common coherent noise in land seismic data and has an amplitude much larger than the reflection event we usually want to obtain. Therefore, ground roll suppression is a crucial step in seismic data processing. Several techniques, such as f-k filtering and curvelet transfo...

Keyword

표/그림 (17)

참고문헌 (35)

  1. Benaim, S., and Wolf, L., 2017, One-sided unsupervised domain?mapping, Advances in Neural Information Processing Systems, 30. https://doi.org/10.48550/arXiv.1706.00826 

  2. Choi, W. C., Lee, G. H., Cho, S. I., Choi, B. H., and Pyun, S. J.,?2020, Fault Detection for Seismic Data Interpretation Based?on Machine Learning: Research Trends and Technological?Introduction, Geophysics and Geophysical Exploration, 23(2),?97-114 (In Korean with English abstract). https://doi.org/10.7582/GGE.2020.23.2.097 

  3. Deighan, A. J., and Watts, D. R., 1997, Ground-roll suppression?using the wavelet transform, Geophysics, 62(6), 1896-1903.?https://doi.org/10.1190/1.1444290 

  4. Embree, P., Burg, J. P., and Backus, M. M., 1963, Wide-band?velocity filtering; The Pie-Slice process, Geophysics, 28(6),?948-974. https://doi.org/10.1190/1.1439310 

  5. Fomel, S., 2002, Applications of plane-wave destruction filters,?Geophysics, 67(6), 1946-1960. https://doi.org/10.1190/1.1527095 

  6. Fomel, S., 2009, Adaptive multiple subtraction using regularized?nonstationary regression, Geophysics, 74(1), V25-V33. https://doi.org/10.1190/1.3043447 

  7. Gallant, E. V., Stewart, R. R., Bertram, M. B., and Lawton, D.?C., 1995, Acquisition of the Blackfoot broad-band seismic?survey, CREWES, 7(36), 1-9. https://www.crewes.org/Documents/ResearchReports/1995/1995-36.pdf 

  8. Geron, A., 2017, Hands-on machine learning with scikit-learn?and tensorflow: Concepts, Tools, and Techniques to build?intelligent systems, O'Reilly Media. https://www.oreilly.com/library/view/hands-on-machine-learning/9781491962282/ 

  9. Goodfellow, I., Pouget-Abadie, J., Mirza, M., Xu, B., Warde-Farley, D., Ozair, S., Courville, A., and Bengio, Y., 2014,?Generative adversarial networks, arXiv preprint arXiv:1406.2661.?https://doi.org/10.48550/arXiv.1406.2661 

  10. Guo, R., Maniar, H., Di, H., Moldoveanu, N., Abubakar, A., and?Li, M., 2020, Ground roll attenuation with an unsupervised deep?learning approach, In SEG Technical Program Expanded?Abstracts 2020, Society of Exploration Geophysicists, 3164-3168. https://doi.org/10.1190/segam2020-3425792.1 

  11. He, K., Zhang, X., Ren, S., and Sun, J., 2016, Deep residual?learning for image recognition, In Proceedings of the IEEE?Conference on Computer Vision and Pattern Recognition,?770-778. https://www.cv-foundation.org/openaccess/content_cvpr_2016/papers/He_Deep_Residual_Learning_CVPR_2016_paper.pdf 

  12. Ioffe, S., and Szegedy, C., 2015, Batch normalization: Accelerating?deep network training by reducing internal covariate shift, In?International Conference on Machine Learning, 448-456.?https://doi.org/10.48550/arXiv.1502.03167 

  13. Isola, P., Zhu, J. Y., Zhou, T., and Efros, A. A., 2017, Image-to-image translation with conditional adversarial networks. In?Proceedings of the IEEE Conference on Computer Vision and?Pattern Recognition, 1125-1134. https://doi.org/10.48550/arXiv.1611.07004 

  14. Jia, Z., Lu, W., Zhang, M., and Miao, Y., 2018, Separating?ground-roll from land seismic record via convolutional neural?network, In SEG 2018 Workshop: SEG Maximizing Asset?Value Through Artificial Intelligence and Machine Learning,?60-63. DOI: 10.1190/AIML2018-16.1 

  15. Jo, Y. J., Bae, K. M., and Park, J. Y., 2020, Research Trends of?Generative Adversarial Networks and Image Generation and?Translation, Electronics and Telecommunications Trends, 35(4),?91-102 (In Korean with English abstract). https://doi.org/10.22648/ETRI.2020.J.350409 

  16. Kaji, S., and Kida, S., 2019, Overview of image-to-image?translation by use of deep neural networks: denoising, super-resolution, modality conversion, and reconstruction in medical?imaging, Radiological Physics and Technology, 12, 235-248.?DOI: 10.1007/s12194-019-00520-y 

  17. Kaur, H., Fomel, S., and Pham, N., 2019, Ground roll attenuation?using generative adversarial network, 81st Annual International?Conference and Exhibition, EAGE, Extended Abstracts, 1-5.?DOI: https://doi.org/10.3997/2214-4609.201900762 

  18. Li, H., Yang, W., and Yong, X., 2018, Deep learning for ground-roll noise attenuation, In SEG Technical Program Expanded?Abstracts 2018, Society of Exploration Geophysicists, 1981-1985. https://doi.org/10.1190/segam2018-2981295.1 

  19. Liu, X., 1999, Ground roll suppression using the Karhunen-Loeve transform, Geophysics, 64(2), 564-566. https://doi.org/10.1190/1.1444562 

  20. Liu, Y., and Fomel, S., 2013, Seismic data analysis using local?time-frequency decomposition, Geophysical Prospecting, 61(3),?516-525. DOI: 10.1111/j.1365-2478.2012.01062.x 

  21. Mirza, M., and Osindero, S., 2014, Conditional generative?adversarial nets. arXiv preprint arXiv:1411.1784. https://doi.org/10.48550/arXiv.1411.1784 

  22. Naghizadeh, M., and Sacchi, M., 2018, Ground-roll attenuation?using curvelet downscaling, Geophysics, 83(3), V185-V195.?https://doi.org/10.1190/geo2017-0562.1 

  23. Pham, N., and Li, W., 2022, Physics-constrained deep learning?for ground roll attenuation, Geophysics, 87(1), V15-V27.?https://doi.org/10.1190/geo2020-0691.1 

  24. Ronneberger, O., Fischer, P., and Brox, T., 2015, U-net:?Convolutional networks for biomedical image segmentation,?In Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention-MICCAI 2015: 18th International Conference, Springer?International Publishing, 234-241. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-24574-4_28 

  25. Russell, B., Hampson, D., and Chun, J., 1990a, Noise elimination?and the Radon transform, part 1, The Leading Edge, 9(10),?18-23. https://doi.org/10.1190/1.1439677 

  26. Russell, B., Hampson, D., and Chun, J., 1990b, Noise elimination?and the Radon transform, part 2, The Leading Edge, 9(11),?31-37. https://doi.org/10.1190/1.1439700 

  27. Serdyukov, A. S., 2022, Ground-roll extraction using the?Karhunen-Loeve transform in the time-frequency domain,?Geophysics, 87(2), A19-A24. https://doi.org/10.1190/geo2021-0453.1 

  28. Taigman, Y., Polyak, A., and Wolf, L., 2016, Unsupervised?cross-domain image generation, arXiv preprint arXiv:1611.02200.?https://doi.org/10.48550/arXiv.1611.02200 

  29. Treitel, S., Shanks, J. L., and Frasier, C. W., 1967, Some aspects?of fan filtering, Geophysics, 32(5), 789-800. https://doi.org/10.1190/1.1439889 

  30. Yarham, C., Boeniger, U., and Herrmann, F., 2006, Curvelet-based ground roll removal, 76th Annual International Meeting,?SEG, Expanded Abstracts, 2777-2782. DOI: 10.1190/1.2370101 

  31. Yilmaz, O., 2001, Seismic data analysis: Processing, inversion,?and interpretation of seismic data, Society of exploration?geophysicists. https://doi.org/10.1190/1.9781560801580 

  32. Yuan, Y., Si, X., and Zheng, Y., 2020, Ground-roll attenuation?using generative adversarial networks, Geophysics, 85(4),?WA255-WA267. https://doi.org/10.1190/geo2019-0414.1 

  33. Yuan, Y., Zhou, Z., Niu, B., Wang, H., and Xiang, A., 2005, A?method for improving the signal to noise ratio in seismic data,?Oil Geophysical Prospecting, 40, 168-171. 

  34. Zhang, K., Zuo, W., Chen, Y., Meng, D., and Zhang, L., 2017,?Beyond a gaussian denoiser: Residual learning of deep CNN?for image denoising, IEEE Transactions on Image Processing,?26(7), 3142-3155. https://doi.org/10.1109/TIP.2017.2662206 

  35. Zhu, J. Y., Park, T., Isola, P., and Efros, A. A., 2017, Unpaired?image-to-image translation using cycle-consistent adversarial?networks, In Proceedings of the IEEE International Conference?on Computer Vision, 2223-2232. https://doi.org/10.48550/arXiv.1703.10593 

저자의 다른 논문 :

활용도 분석정보

상세보기
다운로드
내보내기

활용도 Top5 논문

해당 논문의 주제분야에서 활용도가 높은 상위 5개 콘텐츠를 보여줍니다.
더보기 버튼을 클릭하시면 더 많은 관련자료를 살펴볼 수 있습니다.

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로