时变因子压缩方法与流程

本发明涉及到地震数据的压缩技术，特别是一种时变因子压缩方法。

背景技术：

随着石油勘探的不断深入，地震勘探正向多维、多分量、多参数和高分辨等方向发展，使得地震勘探数据持续膨胀。因此，在采集到海量观测数据之后，如何对其进行有效的传送和存取，将直接影响这些数据被进一步处理、利用的效果。常规数据存储是32位浮点格式存储，这会产生巨大的数据量。常规的压缩方法是将32位浮点格式转化为8位整型的存储格式。但是常规的数据转存格式是对单道地震数据进行处理，这样在转存的过程中大大降低存储精度。为此我们发明了一种时变因子压缩方法，解决了以上技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供了一种地震数据的高精度压缩方法，可以将野外采集的原始32位浮点存储格式的数据在基本不降低数据精度的前提下，应用时变的比例因子，存储成8位整型数据，可以将数据压缩到原来的四分之一。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：时变因子压缩方法，该时变因子压缩方法包括：步骤1，对于每一个地震道，确定一定的取样长度为计算时窗；步骤2，在该时窗内计算样点值的最大值作为该时窗内的比例因子；步骤3，将该时窗内的所有样点值除以该时窗的比例因子，再乘以27，然后取整；步骤4，将从新计算的样点值存储为8位整型数据，并将每个时窗的比例因子存储到道头中，完成数据的压缩过程。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

该时变因子压缩方法还包括，在步骤1之前，以道为单位读取32位单精度浮点储存格式的炮集地震数据。

在步骤1中，对每一个地震道选取样点数100为计算时窗长度，即每100个样点值做一个计算时窗。

在步骤2中，在每个10个样点的计算时窗内取最大值作为计算因子,得到每个计算时窗内的计算因子en，计算公式为：

en＝max(|f(x)|)

式中f(x)为时间域函数n为采样点数即时窗长度。

在步骤3中，按照如下公式对时窗内的每个样点值进行计算，

其中x为压缩后的样点值，m为压缩前的样点值，e为计算算子，n为存储格式的位数；在存储格式为8位整型时，n取8。

该时变因子压缩方法还包括，在步骤4之后，逆运算步骤3至步骤4，重构解压后的地震数据。

本发明中的时变因子压缩方法，是在基本不降低数据精度的前提下，将数据进行压缩，提高数据的处理效率。可以将每道地震数据在一定的时窗内取一个比例因子，然后通过比例因子将32位浮点存储的数据转存为8位存储的数据格式。这个方式可以大大压缩数据量的大小，一般可以压缩到原始数据的四分之一左右。并且通过时变因子的方式，可以缩小所取数据的动态范围，提高压缩后的数据精度。通过该方法可以提高常规转存储格式方法的精度，基本不会降低原始数据的精度。并且通过压缩后，数据量可以得到有效压缩，可以大大的提高数据处理的效率。

附图说明

图1为本发明的时变因子压缩方法的-具体实施流程图；

图2为本发明的-具体实施例中样点值具体计算过程图；

图3为本发明的-具体实施例中压缩效果对比图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。

如图1所示，图1为本发明的时变因子压缩方法的流程图。

在步骤101，以道为单位读取32位单精度浮点储存格式的炮集地震数据。

在步骤102，对于每一个地震道，首先确定一定的取样长度为计算时窗。在一实施例中，对每一个地震道选取样点数100为计算时窗长度。即每100个样点值做一个计算时窗。

在步骤103，在该时窗内计算样点值的最大值作为该时窗内的比例因子。在一实施例中，在每个10个样点的计算时窗内取最大值作为计算因子,得到每个计算时窗内的计算因子en，计算公式为：

en＝max(|f(x)|)

式中f(x)为时间域函数n为采样点数即时窗长度。

如图2所示，为十个样点值的具体计算过程。第一列为32位浮点存储的原始数值，最大值是5.475982(图2第一列)，它即是比例因子。

在步骤104，将该时窗内的所有样点值除以该时窗的比例因子，再乘以27，然后取整。

按照如下公式对时窗内的每个样点值进行计算，

其中x为压缩后的样点值，m为压缩前的样点值，e为计算算子，n为存储格式的位数；

在本例中存储格式为8位整型，所以n取8。如图2所示，第三列将第二列数值乘以2^8-1即127，然后对第三列数值取整，得到第四列数值。然后将第四列数值按照8位整型的格式进行存储。完成压缩过程。

在步骤105，将从新计算的样点值存储为8位整型数据，并将每个时窗的比例因子存储到道头中，完成数据的压缩过程。在一实施例中，将步骤104中第四列数值按照8位整型的格式进行存储。完成压缩过程。

在步骤106，逆运算104至105的步骤，重构解压后的地震数据。如图3所示，为压缩前和重构后的地震单炮记录，以及二者的差值。从图中可以看出，压缩重构后视觉上与原始单炮没有明显区别，从差值中可以看出二者的差值也较小。所以，可以适用于海量数据的压缩处理，提高处理的效率。

通过本发明的时变比例因子压缩方法，可以将地震道分成等间隔的计算时窗，每个时窗取一个比例因子，完成时变比例因子的压缩，从而可以提高数据转存的精度，并且可以同样对数据进行压缩，提高处理的效率。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种时变因子压缩方法，该时变因子压缩方法包括：步骤1，对于每一个地震道，确定一定的取样长度为计算时窗；步骤2，在该时窗内计算样点值的最大值作为该时窗内的比例因子；步骤3，将该时窗内的所有样点值除以该时窗的比例因子，再乘以27，然后取整；步骤4，将从新计算的样点值存储为8位整型数据，并将每个时窗的比例因子存储到道头中，完成数据的压缩过程。通过该方法可以在基本不降低原始数据精度的前提上，将原始数据压缩4倍左右，可以大大提高数据处理的速度。

技术研发人员：莫延钢;段卫星;朱伟强;刘斌;张媛;隋亚娟;朱勇;张文娟
受保护的技术使用者：中石化石油工程技术服务有限公司;中石化石油工程地球物理有限公司胜利分公司
技术研发日：2016.05.06
技术公布日：2017.11.14