大容量聲波測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)壓縮算法研究.pdf

1、石油測(cè)井中，大量測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)需要從井下通過傳輸帶寬有限的測(cè)井電纜傳送至地面存儲(chǔ)和處理，聲波測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量尤其龐大。因此應(yīng)該在保證聲波信號(hào)主要特征基本不變的前提下對(duì)其進(jìn)行壓縮處理，減少其數(shù)據(jù)量，使測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的傳輸率最終滿足測(cè)井電纜的帶寬要求。
　　為此，本論文設(shè)計(jì)了改進(jìn)的嵌入式零樹小波編碼(Embedded Zero-tree Wavelet,EZW)算法來對(duì)聲波測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。Shapiro提出的EZW算法是一種較為有效的二維圖像小

2、波壓縮算法，而一維聲波測(cè)井信號(hào)在小波變換后的系數(shù)也具有類似的樹結(jié)構(gòu)。本文根據(jù)聲波信號(hào)時(shí)頻域的特點(diǎn)將所設(shè)計(jì)的改進(jìn)EZW算法用于一維聲波測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的壓縮。在對(duì)聲波數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮時(shí)，首先將經(jīng)過采樣的原始聲波測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行一維離散小波變換，分析變換后的小波系數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，然后結(jié)合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)變換系數(shù)進(jìn)行EZW編碼，輸出的結(jié)果為字符流和比特流。根據(jù)課題的要求，聲波測(cè)井儀(課題研究對(duì)象為HDST3700單發(fā)五收高清聲波測(cè)井儀)的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)必須按規(guī)定的幀格式向

3、地面?zhèn)鬏?，若按照傳統(tǒng)的游程編碼對(duì)字符流和比特流進(jìn)行編碼，壓縮效果并不明顯，甚至有可能起不到壓縮的作用。故本文針對(duì)EZW算法的編碼結(jié)果進(jìn)行了算法改進(jìn)，改進(jìn)后的字符流的壓縮比為4：1，而比特流的壓縮比至少達(dá)到了2：1，在保證恢復(fù)的信號(hào)質(zhì)量前提下，滿足了對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率的要求。經(jīng)過計(jì)算和驗(yàn)證，數(shù)據(jù)壓縮比可以達(dá)到6：1，同時(shí)得到的信噪比也較高，達(dá)到了課題研究目的。
　　論文采用了多組聲波測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)對(duì)所設(shè)計(jì)的改進(jìn)EZW算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果