本發(fā)明涉及到地震數(shù)據(jù)的壓縮技術(shù)，特別是一種時(shí)變因子壓縮方法。

背景技術(shù)：

隨著石油勘探的不斷深入，地震勘探正向多維、多分量、多參數(shù)和高分辨等方向發(fā)展，使得地震勘探數(shù)據(jù)持續(xù)膨脹。因此，在采集到海量觀測(cè)數(shù)據(jù)之后，如何對(duì)其進(jìn)行有效的傳送和存取，將直接影響這些數(shù)據(jù)被進(jìn)一步處理、利用的效果。常規(guī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是32位浮點(diǎn)格式存儲(chǔ)，這會(huì)產(chǎn)生巨大的數(shù)據(jù)量。常規(guī)的壓縮方法是將32位浮點(diǎn)格式轉(zhuǎn)化為8位整型的存儲(chǔ)格式。但是常規(guī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存格式是對(duì)單道地震數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，這樣在轉(zhuǎn)存的過(guò)程中大大降低存儲(chǔ)精度。為此我們發(fā)明了一種時(shí)變因子壓縮方法，解決了以上技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供了一種地震數(shù)據(jù)的高精度壓縮方法，可以將野外采集的原始32位浮點(diǎn)存儲(chǔ)格式的數(shù)據(jù)在基本不降低數(shù)據(jù)精度的前提下，應(yīng)用時(shí)變的比例因子，存儲(chǔ)成8位整型數(shù)據(jù)，可以將數(shù)據(jù)壓縮到原來(lái)的四分之一。

本發(fā)明的目的可通過(guò)如下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)：時(shí)變因子壓縮方法，該時(shí)變因子壓縮方法包括：步驟1，對(duì)于每一個(gè)地震道，確定一定的取樣長(zhǎng)度為計(jì)算時(shí)窗；步驟2，在該時(shí)窗內(nèi)計(jì)算樣點(diǎn)值的最大值作為該時(shí)窗內(nèi)的比例因子；步驟3，將該時(shí)窗內(nèi)的所有樣點(diǎn)值除以該時(shí)窗的比例因子，再乘以27，然后取整；步驟4，將從新計(jì)算的樣點(diǎn)值存儲(chǔ)為8位整型數(shù)據(jù)，并將每個(gè)時(shí)窗的比例因子存儲(chǔ)到道頭中，完成數(shù)據(jù)的壓縮過(guò)程。

本發(fā)明的目的還可通過(guò)如下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)：

該時(shí)變因子壓縮方法還包括，在步驟1之前，以道為單位讀取32位單精度浮點(diǎn)儲(chǔ)存格式的炮集地震數(shù)據(jù)。

在步驟1中，對(duì)每一個(gè)地震道選取樣點(diǎn)數(shù)100為計(jì)算時(shí)窗長(zhǎng)度，即每100個(gè)樣點(diǎn)值做一個(gè)計(jì)算時(shí)窗。

在步驟2中，在每個(gè)10個(gè)樣點(diǎn)的計(jì)算時(shí)窗內(nèi)取最大值作為計(jì)算因子,得到每個(gè)計(jì)算時(shí)窗內(nèi)的計(jì)算因子en，計(jì)算公式為：

en＝max(|f(x)|)

式中f(x)為時(shí)間域函數(shù)n為采樣點(diǎn)數(shù)即時(shí)窗長(zhǎng)度。

在步驟3中，按照如下公式對(duì)時(shí)窗內(nèi)的每個(gè)樣點(diǎn)值進(jìn)行計(jì)算，

其中x為壓縮后的樣點(diǎn)值，m為壓縮前的樣點(diǎn)值，e為計(jì)算算子，n為存儲(chǔ)格式的位數(shù)；在存儲(chǔ)格式為8位整型時(shí)，n取8。

該時(shí)變因子壓縮方法還包括，在步驟4之后，逆運(yùn)算步驟3至步驟4，重構(gòu)解壓后的地震數(shù)據(jù)。

本發(fā)明中的時(shí)變因子壓縮方法，是在基本不降低數(shù)據(jù)精度的前提下，將數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，提高數(shù)據(jù)的處理效率?？梢詫⒚康赖卣饠?shù)據(jù)在一定的時(shí)窗內(nèi)取一個(gè)比例因子，然后通過(guò)比例因子將32位浮點(diǎn)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存為8位存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)格式。這個(gè)方式可以大大壓縮數(shù)據(jù)量的大小，一般可以壓縮到原始數(shù)據(jù)的四分之一左右。并且通過(guò)時(shí)變因子的方式，可以縮小所取數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)范圍，提高壓縮后的數(shù)據(jù)精度。通過(guò)該方法可以提高常規(guī)轉(zhuǎn)存儲(chǔ)格式方法的精度，基本不會(huì)降低原始數(shù)據(jù)的精度。并且通過(guò)壓縮后，數(shù)據(jù)量可以得到有效壓縮，可以大大的提高數(shù)據(jù)處理的效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的時(shí)變因子壓縮方法的-具體實(shí)施流程圖；

圖2為本發(fā)明的-具體實(shí)施例中樣點(diǎn)值具體計(jì)算過(guò)程圖；

圖3為本發(fā)明的-具體實(shí)施例中壓縮效果對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合附圖所示，作詳細(xì)說(shuō)明如下。

如圖1所示，圖1為本發(fā)明的時(shí)變因子壓縮方法的流程圖。

在步驟101，以道為單位讀取32位單精度浮點(diǎn)儲(chǔ)存格式的炮集地震數(shù)據(jù)。

在步驟102，對(duì)于每一個(gè)地震道，首先確定一定的取樣長(zhǎng)度為計(jì)算時(shí)窗。在一實(shí)施例中，對(duì)每一個(gè)地震道選取樣點(diǎn)數(shù)100為計(jì)算時(shí)窗長(zhǎng)度。即每100個(gè)樣點(diǎn)值做一個(gè)計(jì)算時(shí)窗。

在步驟103，在該時(shí)窗內(nèi)計(jì)算樣點(diǎn)值的最大值作為該時(shí)窗內(nèi)的比例因子。在一實(shí)施例中，在每個(gè)10個(gè)樣點(diǎn)的計(jì)算時(shí)窗內(nèi)取最大值作為計(jì)算因子,得到每個(gè)計(jì)算時(shí)窗內(nèi)的計(jì)算因子en，計(jì)算公式為：

en＝max(|f(x)|)

式中f(x)為時(shí)間域函數(shù)n為采樣點(diǎn)數(shù)即時(shí)窗長(zhǎng)度。

如圖2所示，為十個(gè)樣點(diǎn)值的具體計(jì)算過(guò)程。第一列為32位浮點(diǎn)存儲(chǔ)的原始數(shù)值，最大值是5.475982(圖2第一列)，它即是比例因子。

在步驟104，將該時(shí)窗內(nèi)的所有樣點(diǎn)值除以該時(shí)窗的比例因子，再乘以27，然后取整。

按照如下公式對(duì)時(shí)窗內(nèi)的每個(gè)樣點(diǎn)值進(jìn)行計(jì)算，

其中x為壓縮后的樣點(diǎn)值，m為壓縮前的樣點(diǎn)值，e為計(jì)算算子，n為存儲(chǔ)格式的位數(shù)；

在本例中存儲(chǔ)格式為8位整型，所以n取8。如圖2所示，第三列將第二列數(shù)值乘以2^8-1即127，然后對(duì)第三列數(shù)值取整，得到第四列數(shù)值。然后將第四列數(shù)值按照8位整型的格式進(jìn)行存儲(chǔ)。完成壓縮過(guò)程。

在步驟105，將從新計(jì)算的樣點(diǎn)值存儲(chǔ)為8位整型數(shù)據(jù)，并將每個(gè)時(shí)窗的比例因子存儲(chǔ)到道頭中，完成數(shù)據(jù)的壓縮過(guò)程。在一實(shí)施例中，將步驟104中第四列數(shù)值按照8位整型的格式進(jìn)行存儲(chǔ)。完成壓縮過(guò)程。

在步驟106，逆運(yùn)算104至105的步驟，重構(gòu)解壓后的地震數(shù)據(jù)。如圖3所示，為壓縮前和重構(gòu)后的地震單炮記錄，以及二者的差值。從圖中可以看出，壓縮重構(gòu)后視覺(jué)上與原始單炮沒(méi)有明顯區(qū)別，從差值中可以看出二者的差值也較小。所以，可以適用于海量數(shù)據(jù)的壓縮處理，提高處理的效率。

通過(guò)本發(fā)明的時(shí)變比例因子壓縮方法，可以將地震道分成等間隔的計(jì)算時(shí)窗，每個(gè)時(shí)窗取一個(gè)比例因子，完成時(shí)變比例因子的壓縮，從而可以提高數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存的精度，并且可以同樣對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，提高處理的效率。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種時(shí)變因子壓縮方法，該時(shí)變因子壓縮方法包括：步驟1，對(duì)于每一個(gè)地震道，確定一定的取樣長(zhǎng)度為計(jì)算時(shí)窗；步驟2，在該時(shí)窗內(nèi)計(jì)算樣點(diǎn)值的最大值作為該時(shí)窗內(nèi)的比例因子；步驟3，將該時(shí)窗內(nèi)的所有樣點(diǎn)值除以該時(shí)窗的比例因子，再乘以27，然后取整；步驟4，將從新計(jì)算的樣點(diǎn)值存儲(chǔ)為8位整型數(shù)據(jù)，并將每個(gè)時(shí)窗的比例因子存儲(chǔ)到道頭中，完成數(shù)據(jù)的壓縮過(guò)程。通過(guò)該方法可以在基本不降低原始數(shù)據(jù)精度的前提上，將原始數(shù)據(jù)壓縮4倍左右，可以大大提高數(shù)據(jù)處理的速度。

技術(shù)研發(fā)人員：莫延鋼;段衛(wèi)星;朱偉強(qiáng);劉斌;張媛;隋亞娟;朱勇;張文娟
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中石化石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司;中石化石油工程地球物理有限公司勝利分公司
技術(shù)研發(fā)日：2016.05.06
技術(shù)公布日：2017.11.14