本文關(guān)鍵詞：基于小波變換的地震勘探數(shù)據(jù)壓縮的研究

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【摘要】：隨著地震勘探技術(shù)的不斷發(fā)展,通過多維度、多參數(shù)、多分量、高分辨率所采集的地震勘探數(shù)據(jù)量以指數(shù)形式快速增長(zhǎng)著,這必然對(duì)現(xiàn)有存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量、計(jì)算機(jī)處理所要求的處理速度以及實(shí)時(shí)性、數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳輸所要求的帶寬造成了非常巨大的壓力和挑戰(zhàn)。因此,對(duì)地震勘探數(shù)據(jù)進(jìn)行有效壓縮以減少數(shù)據(jù)的傳輸存儲(chǔ)具有十分重要的意義。針對(duì)二維地震勘探數(shù)據(jù)的特點(diǎn),文本選用了基于小波變換的JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)所使用的核心算法和EZW編碼算法分別對(duì)疊前地震數(shù)據(jù)和疊后地震數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮與解壓縮實(shí)驗(yàn)。其中,在利用JPEG2000核心算法壓縮地震勘探數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)過程中,對(duì)現(xiàn)有的JPEG2000算法體系結(jié)構(gòu)作出修改,省去預(yù)處理操作和顏色變換操作,將原先僅適用于圖像數(shù)據(jù)的讀取操作改寫為適用于大動(dòng)態(tài)范圍的地震勘探數(shù)據(jù)的讀取處理,首先對(duì)二維地震信號(hào)進(jìn)行5層W5/3小波提升變換,將原信號(hào)中的絕大部分能量集中在少數(shù)低頻子帶系數(shù)上；然后經(jīng)過量化操作,去除一定的冗余信息；之后讓變換系數(shù)經(jīng)過Tier-1編碼,利用8領(lǐng)域系數(shù)上下文對(duì)變換系數(shù)的重要性進(jìn)行預(yù)測(cè),經(jīng)MQ算術(shù)編碼器得到編碼比特流；最后通過Tier-2編碼部分,將比特流分段形成多個(gè)質(zhì)量層,根據(jù)預(yù)先所設(shè)定的壓縮比特率選擇丟棄最不重要的幾個(gè)質(zhì)量層,以形成最終的壓縮數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)疊前地震數(shù)據(jù)壓縮5倍時(shí),信噪比(SNR)可達(dá)40dB以上,對(duì)疊后地震數(shù)據(jù)壓縮15倍時(shí),SNR可達(dá)30dB以上。較為成功的將JPEG2000核心算法從圖像編碼領(lǐng)域引用到地震勘探數(shù)據(jù)壓縮領(lǐng)域。在利用EZW算法壓縮地震勘探數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)過程中,對(duì)現(xiàn)有的EZW編碼算法的體系結(jié)構(gòu)作出修改,將原先僅適用于圖像數(shù)據(jù)的讀取操作改寫為適用于大動(dòng)態(tài)范圍的地震勘探數(shù)據(jù)的讀取處理,首先對(duì)二維地震信號(hào)按Mallat快速算法進(jìn)行5層小波變換,將原信號(hào)中的絕大部分能量集中在少數(shù)低頻子帶系數(shù)上；然后經(jīng)過量化操作,去除一定的冗余信息；然后對(duì)量化后的變換系數(shù)進(jìn)行EZW編碼,在該模塊中,變換系數(shù)的重要性將根據(jù)小波變換域的樹型結(jié)構(gòu)進(jìn)行零樹預(yù)測(cè),將對(duì)變換系統(tǒng)的編碼轉(zhuǎn)化為對(duì)POS、NEG、ZTR、IZ這四類符號(hào)的編碼,產(chǎn)生有損壓縮比特流。此外,為了進(jìn)一步提高壓縮倍數(shù),在整個(gè)EZW編解碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最后,選用了在無損壓縮方法中性能較優(yōu)的自適應(yīng)算術(shù)編碼作為最后的熵編碼器,對(duì)EZW編碼比特流進(jìn)行無損熵編碼,實(shí)現(xiàn)了將有損壓縮方法與無損壓縮方法相結(jié)合的混合編碼方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)疊前地震數(shù)據(jù)壓縮4倍時(shí),信噪比(SNR)可達(dá)50dB以上,而選用合適的小波基對(duì)疊后地震數(shù)據(jù)壓縮16倍時(shí),SNR可達(dá)30dB以上。較為成功的將EZW算法從圖像編碼領(lǐng)域引用到地震勘探數(shù)據(jù)壓縮領(lǐng)域。此外,在EZW算法的壓縮實(shí)驗(yàn)中,選取了常見的十多種小波基分別進(jìn)行壓縮。實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步表明,二維地震勘探數(shù)據(jù)有著與圖像數(shù)據(jù)相區(qū)別的結(jié)構(gòu)特性,其壓縮效果與所選用的小波基的特性以及地震信號(hào)波形與小波基函數(shù)的相似程度有關(guān)。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P631.4

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1169648