基于提升小波变换的地震勘探数据有损压缩研究

摘要

地震勘探是获取地球内部信息的重要手段，是寻找地下矿产和其他资源的基本方法之一。当前，地震勘探技术正向多维、多分量、多参数、高分辨率方向发展，使得地震勘探数据量不断增加。如何对这些数据进行有效传送和存取是一个重大难题。因此，对地震勘探数据进行有效压缩是解决这个问题的关键。
　　 通过对地震勘探数据的特征分析可知，地震勘探信号存在冗余。本文以小波变换为基础，研究了不同小波转化为提升方案的原理，并且对选择出的bior系列和daubechies系列不同的小波基分别给出了其提升方案，用于地震勘探数据提升小波正逆变换。对基于小波变换的三种典型的有损压缩方法-EZW、SPIHT、EBCOT方法，研究了其各自的原理和优缺点，从而选择出SPIHT算法作为地震勘探数据的编码方法。对于地震勘探原始数据和重构数据，设计并使用5种不同的评价标准对重构数据进行分析。实验结果表明：
　　 (1).使用不同提升小波对地震勘探数据进行变换，得到重构数据的效果不同，其中db4小波和bior6.8提升小波变换的效果最好。
　　 (2).针对本文使用的实验数据，使用db4提升小波对地震勘探数据变换5次，且压缩倍率小于10时，压缩效果最好；使用bior6.8提升小波对地震勘探数据变换5次，且压缩倍率为10～20时，可取得很好的重构效果。
　　 (3).SPIHT算法可以精确控制压缩比，当压缩比小于5时，重构数据的效果近似于无损压缩；而当压缩比增大时，重构数据的质量降低。
　　 本文使用的有损压缩方法对地震勘探数据取得了较好的效果，也可以对不同的地震勘探数据体压缩效果进行分析。针对不同的数据可以构造自己的小波基，也可以对SPIHT算法可以进行改进，或者使用EBCOT算法对数据进行分析。