數(shù)據(jù)單組回波串來說，F(xiàn)nxni是該回波串的核矩陣，其中，T2 布點(diǎn)數(shù)（T2_num)為η個(gè)，回波個(gè)數(shù)（Echo_num)為m個(gè)。
[0061] 對(duì)于二維核磁共振回波數(shù)據(jù)多組回波串來說，F(xiàn)nxni是該多組回波串構(gòu)成的核矩 陣，其中T2與D布點(diǎn)數(shù)乘積（T2_numXD_num)為η個(gè)，回波總個(gè)數(shù)（Echo_num)為m個(gè)。
[0062] 在本實(shí)施例中，所述壓縮矩陣為：
[0063] Vcomnxk= [ξ 1; I2,-', Ck]
[0064] 其中，Vcomnixk是壓縮矩陣，ξ i，ξ2，…，Ik為大于等于λ k的特征值所對(duì)應(yīng)的特征 向量。
[0065] 對(duì)于壓縮來說，包括：
[0066] 利用Eckxi= Vcom1mxkXEmxi對(duì)核磁共振回波數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮；其中，E mX1代表核磁 共振回波數(shù)據(jù)矩陣，Eckxi代表壓縮后的核磁共振回波數(shù)據(jù)矩陣；Vcom ^xk是壓縮矩陣；
[0067] 利用：
吋核磁共振回波數(shù)據(jù)的核矩陣進(jìn)行壓縮；其中，表 示核磁共振回波數(shù)據(jù)核矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣，F(xiàn)ckxn代表壓縮后核磁共振回波數(shù)據(jù)的核矩陣； Vcommxk是壓縮矩陣。
[0068] 如圖2所示，為本發(fā)明提供的一種核磁共振回波數(shù)據(jù)的壓縮裝置框圖。包括： [0069] 待壓縮數(shù)據(jù)獲取單元201，用于獲取待分析的核磁共振回波數(shù)據(jù)；
[0070] 待壓縮數(shù)據(jù)主成分獲取單元202,用于利用所述核磁共振回波數(shù)據(jù)獲取核磁共振 回波數(shù)據(jù)的主成分；
[0071] 壓縮矩陣單元203,用于利用所述核磁共振回波數(shù)據(jù)的主成分構(gòu)建壓縮矩陣；
[0072] 壓縮單元204,用于利用所述壓縮矩陣對(duì)所述核磁共振回波數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。
[0073] 具體地，各功能單元模塊的壓縮原理相對(duì)應(yīng)于前述的壓縮方法，在此不贅述。
[0074] 下面以構(gòu)造出的一維、二維核磁共振回波數(shù)據(jù)壓縮為例，對(duì)本發(fā)明提供的核磁共 振數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)原理進(jìn)行詳細(xì)的說明介紹。
[0075] 如圖3所示，為本實(shí)施例的一維核磁共振回波數(shù)據(jù)單組回波串示意圖。圖3中包含 了加了噪聲的和未加噪聲的原始回波數(shù)據(jù)，對(duì)于一維核磁共振回波數(shù)據(jù)單組回波串來說：
[0076] 回波個(gè)數(shù)（Echo_num) :3000。回波間隔（TE) :0· 6ms。T2 布點(diǎn)（T2_num) :64 個(gè)。 如圖4所示，為本實(shí)施例中模擬的T2分布示意圖。
[0077] 構(gòu)建的核矩陣為64X3000的矩陣，64是T2布點(diǎn)數(shù)，3000是回波個(gè)
進(jìn)行分解，得到Cov = ξ λ ξ、其中，ξ ξ 2,…，ξ k,…，ξ _均為長(zhǎng)度為3000的列向 量，它們構(gòu)成了特征向量矩陣ξ，λ為特征值矩陣，特征值矩陣與特征向量矩陣的表達(dá)式 分別為：
[0080] 取大于等于Ak的特征值所對(duì)應(yīng)的特征向量作為核磁共振回波數(shù)據(jù)的主成分，即
[€ 1，ζ 2，…€ k]。
[0081] 特征值λ k的選取方法為：根據(jù)如下公式算出多少個(gè)特征值的累積貢獻(xiàn)率r :
[0083] 根據(jù)公式：
[0084] Eckxi -Vcom 3000xkXE3000X1
[0085] 回波數(shù)據(jù)長(zhǎng)度從3000被壓縮到k。
[0086] 根據(jù)公式：
[0087] 核矩陣從3000X64被壓縮到了 kX64。
[0088] 下表1即為本樣例中一維回波數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的前十五個(gè)主成分，其對(duì)應(yīng)協(xié)方差矩陣 的特征值，該主成分所占貢獻(xiàn)率，以及該主成分的累積貢獻(xiàn)率。
[0089] 表 1
[0090]
[0092] 由表中的累積貢獻(xiàn)率可以看出，前七個(gè)主成分即可表征出總體特征，所以我們選 取k = 7,即壓縮比是3000/7。
[0093] 如圖5所示，為本發(fā)明實(shí)施例中模擬的多組核磁共振回波串?dāng)?shù)據(jù)示意圖。其中， 圖5包含了噪聲的和未加噪聲的原始回波數(shù)據(jù)。對(duì)于二維核磁共振回波數(shù)據(jù)多組回波串來 說：
[0094] 回波串組數(shù)（Echo_sets) :7 ;回波間隔（TE)分別是：0· 45, 0· 9, 1. 8, 3. 6, 7. 2, 9. 6 以及 12. 5ms，回波個(gè)數(shù)分別為：2000, 1000, 500, 250, 125, 94, 72 ;磁感應(yīng)強(qiáng)度：G = 30Gs。T2 布點(diǎn)數(shù)（T2_num) :30個(gè)；D布點(diǎn)數(shù)（D_num) :30個(gè)。T2與D布點(diǎn)數(shù)乘積（T2_numXD_num) 為30X30。因此，所構(gòu)建的核矩陣為900X4041的矩陣。如圖6所示，為本實(shí)施例中模擬的 T2-D分布圖。
[0095] 主成分的求取過程同單組回波串中所述的方法相同，在此不重復(fù)贅述。
[0096] 然后，利用提取出的主成分構(gòu)成該組數(shù)據(jù)的壓縮矩陣；
[0097] 具體實(shí)施時(shí)，用如下公式構(gòu)造壓縮矩陣：
[0098] Vcom = [ ξ u ξ 2,…ξ k]
[0099] 然后，用構(gòu)造出的壓縮矩陣對(duì)核磁共振回波數(shù)據(jù)中的總回波串?dāng)?shù)據(jù)以及核矩陣進(jìn) 行壓縮，壓縮過程同單組回波串中所述的方法相同，在此不重復(fù)贅述。
[0100] 分別對(duì)原始一維核磁共振回波數(shù)據(jù)、壓縮后的一維核磁共振回波數(shù)據(jù)、原始二維 核磁共振回波數(shù)據(jù)以及壓縮后的二維核磁共振回波數(shù)據(jù)進(jìn)行反演，反演結(jié)果如圖7、圖8、 圖9所示。對(duì)于圖7來說，利用本實(shí)施例從模擬的一維單組回波數(shù)據(jù)中提取壓縮矩陣，再對(duì) 單組回波數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮后的反演結(jié)果與用原始回波數(shù)據(jù)直接反演的結(jié)果的對(duì)比圖?？芍?， 采用本技術(shù)方案獲得的壓縮后的一維核磁共振回波數(shù)據(jù)的反演結(jié)果與原始數(shù)據(jù)的反演結(jié) 果相差無幾。對(duì)于圖8、圖9來說，圖8為壓縮后的二維核磁共振回波數(shù)據(jù)反演結(jié)果圖。圖 9為原始的二維核磁共振回波數(shù)據(jù)反演結(jié)果圖。對(duì)比圖8、圖9可知，采用本技術(shù)方案獲得 的壓縮后的二維核磁共振回波數(shù)據(jù)的反演結(jié)果與原始數(shù)據(jù)的反演結(jié)果相差無幾。
[0101] 通過本實(shí)施例可知，本技術(shù)方案既能夠保證高壓縮率，又提高了核磁共振數(shù)據(jù)反 演的速度。并且相比窗口平均法與奇異值截?cái)嗦?lián)合法，本技術(shù)方案算法相對(duì)簡(jiǎn)單，適宜普及 應(yīng)用
[0102] 以上所述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步 詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明 的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含 在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種核磁共振回波數(shù)據(jù)的壓縮方法，其特征在于，包括： 獲取待分析的核磁共振回波數(shù)據(jù)； 利用所述核磁共振回波數(shù)據(jù)獲取核磁共振回波數(shù)據(jù)的主成分； 利用所述核磁共振回波數(shù)據(jù)的主成分構(gòu)建壓縮矩陣； 利用所述壓縮矩陣對(duì)所述核磁共振回波數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。2. 如權(quán)利要求1所述的壓縮方法，其特征在于，所述獲取核磁共振回波數(shù)據(jù)的主成分 的步驟包括： 獲得核磁共振回波數(shù)據(jù)的核矩陣的協(xié)方差矩陣；所述協(xié)方差矩陣為：入2、入3,...Ak...，入"均為特征值，且滿足：入i彡入2彡入3彡…彡入k彡…彡入n i彡入Lx111= [€i，U…U…Ud^ 2，…U…L均為長(zhǎng)度是m的列向量，為特征向量； 取大于等于Ak的特征值所對(duì)應(yīng)的特征向量作為核磁共振回波數(shù)據(jù)的主成分。3. 如權(quán)利要求2所述的壓縮方法，其特征在于，所述壓縮矩陣為： VcommXk- [ € 1，€ 2，…」 其中，Vcomnixk是壓縮矩陣，Ii，I2，…，"為大于等于Ak的特征值所對(duì)應(yīng)的特征向 量。4. 如權(quán)利要求3所述的壓縮方法，其特征在于，所述利用所述壓縮矩陣對(duì)所述核磁共 振回波數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮的步驟包括： Eckxi-Vcommxk^EmxiFc^=Vcom1mxkXFlm 其中，EnixiR表核磁共振回波數(shù)據(jù)矩陣，Eckxi代表壓縮后的核磁共振回波數(shù)據(jù)矩陣；G表示核磁共振回波數(shù)據(jù)的核矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣，F(xiàn)ckxn代表壓縮后核磁共振回波數(shù)據(jù)的核 矩陣，Vcommxk是壓縮矩陣。5. -種核磁共振回波數(shù)據(jù)的壓縮裝置，其特征在于，包括： 待壓縮數(shù)據(jù)獲取單元，用于獲取待分析的核磁共振回波數(shù)據(jù)； 待壓縮數(shù)據(jù)主成分獲取單元，用于利用所述核磁共振回波數(shù)據(jù)獲取核磁共振回波數(shù)據(jù) 的主成分； 壓縮矩陣單元，用于利用所述核磁共振回波數(shù)據(jù)的主成分構(gòu)建壓縮矩陣； 壓縮單元，用于利用所述壓縮矩陣對(duì)所述核磁共振回波數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。6. 如權(quán)利要求5所述的壓縮裝置，其特征在于，所述待壓縮數(shù)據(jù)主成分獲取單元包括： 協(xié)方差矩陣確定單元，用于獲得核磁共振回波數(shù)據(jù)的核矩陣的協(xié)方差矩陣；所述協(xié)方本第j個(gè)特征的均值； 協(xié)方差矩陣分解單元，用于對(duì)所述協(xié)方差矩陣進(jìn)行分解，獲得特征向量矩陣和特 征值矩陣；其中，所述協(xié)方差矩陣分解后的表達(dá)式為：Cov=Inixni*Anixni*I1^xni;其入> X 2彡A 3彡…多A k彡…多A A "" |2,…，…|2,… Ik，…Ini均為長(zhǎng)度是m的列向量，為特征向量； 主成分確定單元，用于取大于等于Ak的特征值所對(duì)應(yīng)的特征向量作為核磁共振回波 數(shù)據(jù)的主成分。7. 如權(quán)利要求6所述的壓縮裝置，其特征在于，所述壓縮矩陣單元確定的壓縮矩陣為： VcommXk- [ € 1，€ 2，…」 其中，Vcomnixk是壓縮矩陣，Ii，I2，…，"為大于等于Ak的特征值所對(duì)應(yīng)的特征向 量。8. 如權(quán)利要求7所述的壓縮裝置，其特征在于，所述壓縮單元包括：核磁共振回波數(shù)據(jù) 壓縮模塊和核矩陣壓縮模塊；其中， 所述核磁共振回波數(shù)據(jù)壓縮模塊，用于利用Eckxi=VcomTnixkXEnixi對(duì)核磁共振回波數(shù) 據(jù)進(jìn)行壓縮；其中，EnixiR表核磁共振回波數(shù)據(jù)矩陣，Eckxi代表壓縮后的核磁共振回波數(shù)據(jù) 矩陣；Vcommxk是壓縮矩陣； 所述核矩陣壓縮模塊，用于利用&ix" X對(duì)核磁共振回波數(shù)據(jù)的核矩陣 進(jìn)行壓縮；其中，i7!,表示核磁共振回波數(shù)據(jù)的核矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣，F(xiàn)ckxn代表壓縮后核磁 共振回波數(shù)據(jù)的核矩陣；Vcomnixk是壓縮矩陣。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種核磁共振回波數(shù)據(jù)的壓縮方法及裝置，其中，壓縮方法包括：獲取待分析的核磁共振回波數(shù)據(jù)；利用所述核磁共振回波數(shù)據(jù)獲取核磁共振回波數(shù)據(jù)的主成分；利用所述核磁共振回波數(shù)據(jù)的主成分構(gòu)建壓縮矩陣；利用所述壓縮矩陣對(duì)所述核磁共振回波數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。本技術(shù)方案可以有效的剔除原始回波數(shù)據(jù)中對(duì)表征地層特性貢獻(xiàn)很小，甚至冗余的信息，在高壓縮比條件下仍能保證原始數(shù)據(jù)的特征，在不失準(zhǔn)確性的條件下有效的提高反演速度以及減少計(jì)算內(nèi)存。
【IPC分類】G01V3/32, G01V3/38
【公開號(hào)】CN105044794
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510359232
【發(fā)明人】謝然紅, 丁業(yè)嬌, 鄒友龍, 郭江峰
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油大學(xué)(北京)
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年6月25日