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基于稀疏分解的地震数据压缩编码

刘婧玉  
【摘要】: 随着地震勘探工作的不断深入、先进科技在地震勘探中的大范围应用,地震数据量日益增加,不断膨胀,而这其中包含了很大的数据冗余。在实际的地震勘探工作中,常常需要将边远地区或海上采集到的大量地震勘探数据通过卫星传送到内地进行分析和处理,因此对远距离传输地震数据的研究十分重要。使用卫星传输数据成本非常高,我们都希望能够通过有效的处理降低成本,为了这样的目的,且要保证在一定压缩比的条件下满足地震数据重建精度的要求,本文研究了稀疏分解在地震数据压缩领域中的应用,并提出了一种基于稀疏分解的一、二维地震数据稀疏分解结果数据的压缩量化编码方案。 文中首先分析了信号稀疏分解的思想,同时介绍了信号稀疏分解结果的表示形式一信号稀疏表示;接下来,介绍了信号稀疏分解最常用的算法一匹配追踪算法。与其它稀疏分解算法相比,信号的匹配追踪算法易于理解,便于实现;之后基于对信号稀疏分解的分析,重点研究了构建适合一维地震数据的过完备原子库及对地震数据稀疏分解,并讨论了地震数据稀疏分解结果数据的分布规律,在此基础上提出了针对结果数据的量化、编码方案。根据此量化、编码方案,实现基于稀疏分解的一维地震数据压缩编码并作出改进。在研究了一维地震数据压缩编码的基础上讨论二维地震数据的压缩,将差分应用于二维地震数据压缩,构建适合的过完备原子库并稀疏分解,对结果数据提出适合的量化、编码方案,使得压缩效果进一步提高。 试验结果证明本文提出的地震数据压缩编码方案能够有效的对地震数据压缩,且压缩效果、重建质量可控。


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