Fluctuation theory of ambient noise imaging

Travel time estimation and reflector imaging can be carried out using the cross correlations of signals generated by ambient noise sources and recorded at sensor arrays. We study here the mean and variance of the estimated quantities both with respect to the distribution of the noise sources and with respect to the distribution of the randomly scattering medium. In particular, we discuss the trade-off between resolution enhancement due to illumination diversification by scattering and the associated signal-to-noise ratio reduction, also due to scattering.

RésuméIl est possible d’estimer des temps de trajet et d’imager des réflecteurs, en utilisant les corrélations croisées de signaux émis par des sources de bruit ambiant et enregistrés par des réseaux de capteurs. Dans cette note, on étudie la moyenne et la variance de ces estimations vis-à-vis de la distribution des sources de bruit et vis-à-vis de la distribution du milieu aléatoire diffusant. En particulier on discute du compromis entre l’amélioration de la résolution et la réduction du rapport signal-sur-bruit, dues à la diffusion.