Seismic Data compression using 2D Lifting-Wavelet Algorithms

Compresión de datos sísmicos usando algoritmos lifting-wavelet 2D

Diferentes algoritmos para compresión de datos sísmicos han sido desarrollados con el objetivo de hacer más eficiente el uso de capacidad de almacenamiento, y para reducir los tiempos y costos de la transmisión de datos. En general, estos algoritmos tienen tres etapas: transformación,cuantización y codificación. La transformada Wavelet ha sido ampliamente usada para comprimir datos sísmicos debido a la capacidad de las ondículas para representar eventos geofísicos presentes en los datos sísmicos. En este trabajo se usa el esquema Lifting para la implementación de la transformada Wavelet, debido a que este método reduce los recursos computacionales y de almacenamiento necesarios. Este trabajo estudia la influencia de las etapas de transformación y codificación en la relación de compresión de los datos. Además se muestran los resultados de la implementación de diferentes esquemas lifting 2D para la compresión de tres diferentes conjuntos de datos sísmicos. Los resultados obtenidos para diferentes tipos de filtros, longitud de filtros, número de niveles de descomposición y esquemas de compresión son presentados en este trabajo.

1 INTRODUCCIÓN

La principal estrategia utilizada por las empresas durante el proceso de exploración de petróleo y gas es la construcción de imágenes del subsuelo que se utilizan tanto para identificar los yacimientos como para planificar la extracción de hidrocarburos. La construcción de esas imágenes comienza con un estudio sísmico que genera una enorme cantidad de datos sísmicos. A continuación, los datos adquiridos se transmiten al centro de procesamiento para ser procesados con el fin de generar la imagen del subsuelo.

Un estudio sísmico típico puede producir cientos de terabytes de datos. Por ello, es conveniente utilizar algoritmos de compresión para hacer más eficiente el almacenamiento y reducir el tiempo y los costes relacionados con la transmisión por red y por satélite. Los algoritmos de compresión de datos sísmicos suelen requerir tres etapas: primero una transformación, luego una cuantificación uniforme o cuasi uniforme y finalmente un esquema de codificación. Por otro lado, los algoritmos de descompresión realizan el proceso inverso de cada una de estas etapas. La figura 1 muestra los esquemas de compresión y descompresión.

La etapa de transformación permite descorrelacionar los datos sísmicos, es decir, la representación en términos de sus coeficientes (en el dominio transformado) debe ser más compacta que los datos originales.