地震数据采集系统中的数据压缩与FPGA 实现
2020-08-11李可寒杨俊峰宋克柱
数据采集与处理 2020年4期
李可寒 ,杨俊峰 ,宋克柱
(1.中国科学技术大学核探测与核电子学国家重点实验室,合肥,230026;2.中国科学技术大学近代物理系,合肥,230026)
引 言
地震勘探是当前油气勘探中一种应用广泛的方法[1],它对数据采集系统的要求有多通道、高精度、数据量大和实时处理等[2]。数据采集系统在采集到地震数据之后,将采集的数据汇聚至控制与纪录模块供以后数据分析使用。基于地震勘探数据采集系统的实时、多通道等要求,数据采集系统需要实时采集和传输大量数据。
在已有的地震数据采集系统中,通常使用拖缆中长度为100 m 的传输线进行数据传输。由于传输距离较长,如果传输速率过快将导致误码率增高。因此,在传输线质量无法提升的情况下,可以使用数据压缩来降低需要的传输速率,从而降低数据传输的误码率,同时也能降低系统的功耗。
现有的地震数据压缩算法[3-4]利用地震波的物理特征采用小波变换、Dreamlet 变换等方式能够起到很好的压缩效果。但这些算法的计算过程较复杂,而且需要输入整个地震数据文件才能完成压缩,很难用于基于现场可编程门阵列(Field programmable gate array,FPGA)的实时采集处理系统,因此需要一种针对地震数据流的压缩算法。
现有的地震数据流压缩算法[5]是一种针对数据流的无损压缩算法,根据地震数据的数值将3 字节的数据压缩至1~4 字节,是一种熵编码。
本文考虑地震波的物理特征,同时使用熵编码,实现了一种针对地震数据流的无损压缩算法。……
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