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Traitement du Signal

0765-0019
Signal, Image, Parole
 

 ARTICLE VOL 32/2-3 - 2015  - pp.215-243  - doi:10.3166/ts.32.215-243
TITRE
Modèles déformables contraints en reconstruction tomographique par temps de première arrivée

TITLE
Constrained deformable models for first-arrival time tomographic reconstruction

RÉSUMÉ

La reconstruction en tomographie par temps de première arrivée est rendue difficile par son caractère mal posé, par la non-linéarité du problème direct et par le faible nombre de données généralement disponibles. Dans ce contexte, les méthodes de reconstruction et de régularisation orientées « pixel » ne fournissent généralement pas des reconstructions satisfaisantes. Afin de contraindre la solution du problème de reconstruction, nous proposons ici une nouvelle approche de reconstruction orientée « objet » permettant d’introduire un a priori géométrique de haut niveau sur la forme des objets à reconstruire, par le biais d’un modèle déformable. La méthode développée approche le problème direct non linéaire par une suite de problèmes linéaires, conduisant à un schéma de minimisation alternée d’une fonction d’énergie intégrant l’a priori de forme et gérant les changements de topologie par l’algorithme des ensembles de niveaux. L’efficacité de la méthode est illustrée sur un jeu de données réelles, acquises sur un banc dédié à la réalisation d’expérimentations géophysiques à échelle réduite, en particulier pour un faible nombre de données.



ABSTRACT

Reconstruction in traveltime tomography is a difficult, ill-posed, non-linear inverse problem, in which only few data are generally available. As a consequence pixel-based regularization and reconstruction methods often lead to poor solutions. In this paper we develop a new object-based / deformable model-based reconstruction approach which enables to Traitement du signal – no 2-3/2015, 215-243 216 TS. Volume 32 – no 2-3/2015 set strong constraints on the shape of the object to reconstruct. The non-linearity is handled by a decoupling method which yields a sequence of linear shape optimization problems. The approach supports objects with complex topology, thanks to a level sets implementation. The reconstruction method is assessed on real data, obtained on a reduced-scale bench used in traveltime geoacoustic inversion.



AUTEUR(S)
Gil GAULLIER, Pierre CHARBONNIER, Fabrice HEITZ, Philippe COTE

MOTS-CLÉS
problèmes inverses, tomographie par temps de première arrivée, modèles déformables, reconstruction orientée objet, contraintes de forme, inversion géo-acoustique.

KEYWORDS
inverse problems, traveltime tomography, deformable models, shape-constrained reconstruction.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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