[发明专利]一种声波测井数据的压缩及解压缩方法

说明书

本发明公开了一种声波测井数据的压缩及解压缩方法，所述压缩方法包括：按照采集通道数将声波测井仪器采集的数据进行矩阵分块；对每个分块矩阵分别进行离散余弦变换得到DCT系数矩阵；根据声波信号的特点，设计了合适的量化矩阵，并对DCT系数矩阵进行量化；对量化后的矩阵进行游程编码和哈夫曼编码；获得压缩后的码流并进行传输。本发明的压缩方法在井下主控器件计算性能的提升的基础上，具有较高的压缩比例；该方法能在井下对数据进行实时压缩，大大的减少了数据的传输量，从而提高了声波测井仪器的测井速度。

技术领域

本发明涉及数据压缩技术领域，具体涉及一种声波测井数据的压缩及解压缩方法。

背景技术

随着测井技术和集成电路的发展，对测井仪器的探测精度、速度和探测距离提出了更高的要求。而在各种声波测井仪器中，远程探测多极子阵列声波测井仪器具有最大的数据量，受限于数据传输系统的通信速率，远程探测多极子阵列声波测井仪器往往具有较慢的测井速度。

现有声波测井数据压缩技术中，使用ADPCM压缩方法，输入16位数据，压缩比为4:1，输入12位数据，压缩比为2:1；中国专利申请(CN201110408530)公开“一种三维声波测井数据的实时压缩方法”中的数据压缩方法，对原始数据进行拆分为高位和低位的待压缩，然后进行DCT得到映射数据，然后对映射数据中数值大的数据保留较多位数，数值小的保留较少位数，实现数据压缩，但是该方法只能达到50％的压缩比例；中国专利申请(CN201610430622.7)公开“一种随钻测井数据实时压缩方法及解压缩方法”中的数据压缩方法，根据具体数据设计多分辨率量化模型，制定量化表，计算相邻数据的差值，利用量化表对差值进行处理，获得量化值和其坐标，最后将坐标值进行传输。

随着测井仪器的发展，以上的测井数据压缩方法所达到的压缩比例已经不能满足实际测井需求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术缺陷，从井下作业时实际需求出发，提出一种声波测井数据的压缩方法及解压缩方法，在现场电缆传输速率不变，及仪器内部电路不变的情况下，提高了声波测井的效率。

为了实现上述目的，本发明提出了一种声波测井数据的压缩方法，所述方法包括：按照采集通道数将声波测井仪器采集的数据进行矩阵分块；对每个分块矩阵分别进行离散余弦变换得到DCT系数矩阵；根据声波信号的特点，设计了合适的量化矩阵，并对DCT系数矩阵进行量化；对量化后的矩阵进行游程编码和哈夫曼编码；获得压缩后的码流并进行传输。

作为上述方法的一种改进，所述方法具体包括如下步骤：

步骤S1)将声波测井仪器采集的数据进行模数转换，得到M*N的矩阵；

步骤S2)基于采集通道数K将M*N矩阵分成M/K*N/K个K*K大小的分块矩阵，对每个分块矩阵做离散余弦变换，得到DCT系数矩阵；

步骤S3)根据声波测井数据特点设计K*K大小的量化矩阵；利用量化矩阵对步骤S2)的每个DCT系数矩阵进行量化；将量化后的矩阵分为直流系数和交流系数；

步骤S4)对量化后的系数使用Z字形扫描，将K*K-1个交流系数重新排列为一个整数数组；

步骤S5)对直流系数进行DPCM编码；对步骤S4)交流系数组成的整数数组进行游程编码；最后将直流系数和经过游程编码的整数数组分别进行二维哈夫曼码；将编码后形成的码流进行传输。

作为上述方法的一种改进，所述对每个分块矩阵做离散余弦变换的具体步骤为：将分块矩阵按照从左到右、从上到下的顺序进行二维离散余弦变换，得到离散余弦变换系数矩阵。

作为上述方法的一种改进，所述用量化矩阵对步骤S2)的每个DCT系数矩阵进行量化的具体步骤为：将DCT系数矩阵除以的量化矩阵然后取整。