【摘 要】
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由于随钻核磁共振测井仪器井下带宽有限、传输速率较慢,测井数据实时上传面临诸多挑战。基于以上问题,本文设计了适用于井下仪器的压缩解压缩算法,大大提升了数据传输效率,为随钻测井数据实时传输难题的解决提供了有效的方法。本文设计的数据压缩算法分为离散余弦变换模块,量化模块,扫描模块和熵编码模块;采用行列式分解的方法实现了适用于硬件实现的离散余弦变换运算,并利用流水线的设计思想保证了数据的实时传输,在扫描模
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由于随钻核磁共振测井仪器井下带宽有限、传输速率较慢,测井数据实时上传面临诸多挑战。基于以上问题,本文设计了适用于井下仪器的压缩解压缩算法,大大提升了数据传输效率,为随钻测井数据实时传输难题的解决提供了有效的方法。本文设计的数据压缩算法分为离散余弦变换模块,量化模块,扫描模块和熵编码模块;采用行列式分解的方法实现了适用于硬件实现的离散余弦变换运算,并利用流水线的设计思想保证了数据的实时传输,在扫描模块中利用乒乓操作实现了数据实时的转置和缓存。由于算法的对称性,对解压缩算法采用压缩算法的逆变换来实现。本文利用FPGA硬件系统对所设计的压缩解压缩算法进行验证,将Matlab软件计算出的各个压缩子模块数值作为理论结果。文中的开发环境选择Quartus II13.1,仿真软件使用Modelsim10.0c版本。首先,验证了压缩解压缩算法各个模块的准确性,包括如下步骤:（1）对每个模块进行了仿真,（2）对压缩系统的每个模块计算出的数值和理论结果进行对比,两者的计算结果相同,由此可知数据压缩各个模块设计正确。然后,对整个压缩解压缩系统进行验证。利用模拟T1-T2、D-T2谱数据,以及实际测量得到的T1-T2谱数据,进行了不同压缩比的测试。在能够正确反映数据信息的条件下,得到了较高的数据压缩比,提高了数据潜在传输效率,证明了基于FPGA设计的数据压缩解压缩算法可行。
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