CN114554312B - 井下核磁测井数据的传输方法及现场可编程门阵列 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种井下核磁测井数据的传输方法及现场可编程门阵列。该方法包括数据压缩和数据解压缩两部分，数据压缩方法通过对待压缩的二维谱数据进行离散余弦变换，对变换后的二维谱数据进行量化处理，生成压缩二维谱数据，根据Z字形扫描顺序扫描压缩二维谱数据，并对扫描后压缩二维谱数据进行熵编码，生成编码压缩二维谱数据。数据解压缩方法为数据压缩方法的逆过程，通过对待解压缩的编码压缩二维谱数据进行熵解码，生成解码压缩二维谱数据，然后对其进行反Z字形扫描、反量化处理及反离散余弦变换，最终生成解压缩后二维谱数据。本申请的方法，通过对二维谱数据进行压缩和解压缩，提高了井下核磁测井数据的传输速率，完成了数据的实时传输。

Description

井下核磁测井数据的传输方法及现场可编程门阵列

技术领域

本申请涉及数据传输技术领域，尤其涉及一种井下核磁测井数据的传输方法及现场可编程门阵列。

背景技术

现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)是专用集成电路领域中的一种半定制电路，其应用广泛。例如，可以利用现场可编程门阵列FPGA对数据进行压缩和解压缩等。

本申请中，以油气田开发过程中得到的随钻核磁共振测井数据为例进行说明。现有技术中，通过随钻核磁共振测井仪器检测到井内数据后，直接将测到的井内数据利用泥浆脉冲的方式传输。

但是现有技术直接传输井内数据的方式传输速率较低，难以完成井内数据的实时传输，耗时较长。

发明内容

本申请提供一种井下核磁测井数据的传输方法及现场可编程门阵列，用以解决现有技术直接传输井内数据的方式存在传输速率较低，难以完成井内数据实时传输，耗时较长的问题。

第一方面，本申请提供一种井下核磁测井数据的传输方法，应用于数据压缩现场可编程门阵列，包括：

对待压缩的井下核磁测井数据进行离散余弦变换，所述井下核磁测井数据包括二维谱数据；

对所述变换后的所述二维谱数据进行量化处理，生成压缩二维谱数据；

根据Z字形扫描顺序扫描所述压缩二维谱数据；

对所述扫描后压缩二维谱数据进行熵编码，生成编码压缩二维谱数据。

第二方面，本申请提供一种井下核磁测井数据的传输方法，应用于数据解压缩现场可编程门阵列，包括：

对待解压缩的编码压缩二维谱数据进行熵解码，生成解码压缩二维谱数据；

根据反Z字形扫描顺序扫描所述解码压缩二维谱数据，所述反Z字形扫描顺序为Z字形扫描顺序的逆顺序，所述Z字形扫描顺序为所述二维谱数据压缩时的扫描顺序；

对所述扫描后解码压缩二维谱数据进行反量化处理，生成压缩二维谱数据；

对所述压缩二维谱数据进行反离散余弦变换，生成解压缩后二维谱数据，所述反离散余弦变换为所述二维谱数据压缩时进行离散余弦变换的逆变换。

第三方面，本申请提供一种数据压缩现场可编程门阵列，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器、收发器；

所述处理器控制所述收发器的接收动作和发送动作；

所述存储器存储计算机执行指令；

所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现第一方面任一项所述的方法。

第四方面，本申请提供一种数据解压缩现场可编程门阵列，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器、收发器；

所述处理器控制所述收发器的接收动作和发送动作；

所述存储器存储计算机执行指令；

所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现第二方面任一项所述的方法。

第五方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如第一方面或第二方面任一项所述的方法。

第六方面，本申请提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如第一方面或第二方面任一项所述的方法。

本申请提供的一种井下核磁测井数据的传输方法及现场可编程门阵列，通过现场可编程门阵列对井下核磁测井数据进行压缩和解压缩，其中，核磁测井数据包括二维谱数据。对数据进行压缩时首先对待压缩的二维谱数据进行离散余弦变换，并对变换后的二维谱数据进行量化处理，生成压缩二维谱数据。然后根据Z字形扫描顺序扫描压缩二维谱数据，并对扫描后压缩二维谱数据进行熵编码，生成编码压缩二维谱数据，完成数据压缩。数据解压缩方法为数据压缩方法的逆过程，通过对待解压缩的编码压缩二维谱数据进行熵解码，生成解码压缩二维谱数据，然后对其进行反Z字形扫描、反量化处理及反离散余弦变换，最终生成解压缩后二维谱数据，完成数据解压缩。本申请的方法，通过对核磁测井数据进行压缩和解压缩，提高了井下核磁测井数据的传输速率，完成了数据的实时传输。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请实施例一提供的一种井下核磁测井数据传输方法的流程示意图；

图2为本申请实施例一提供的一种Z字形扫描顺序的结构示意图；

图3为本申请实施例二提供的一种井下核磁测井数据进行离散余弦变换的方法的流程示意图；

图4为本申请实施例二提供的一种乘法器的结构示意图；

图5为本申请实施例二提供的一种示例性二维核磁数据谱图；

图6为本申请实施例三提供的又一种井下核磁测井数据传输方法的流程示意图；

图7为本申请实施例三提供的一种Z字形扫描实时物流图；

图8为本申请实施例三提供的一种分割提取实时物流图；

图9为本申请实施例三提供的一种直流分量的熵编码过程实时物流图；

图10为本申请实施例三提供的一种交流分量的熵编码过程实时物流图；

图11为本申请实施例四提供的一种解压缩井下核磁测井数据方法的流程示意图；

图12为本申请实施例五提供的一种对待解压缩的编码压缩二维谱数据进行熵解码的方法的流程示意图；

图13为本申请实施例六提供的一种数据压缩现场可编程门阵列的结构示意图；

图14为本申请实施例七提供的一种数据解压缩现场可编程门阵列的结构示意图。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

首先对本申请所涉及的名词进行解释：

霍夫曼编码：又称哈夫曼编码(Huffman Coding)，是一种编码方式，是可变字长编码的一种，该方法完全依据字符出现概率来构造平均长度最短的码字，有时称之为最佳编码。

FPGA器件属于专用集成电路中的一种半定制电路，是可编程的逻辑阵列，其由逻辑单元、存储单元、乘法器等硬件资源组成，通过将这些硬件资源合理组织，实现硬件电路设计。由于FPGA具有布线资源丰富，可重复编程，集成度高的优点，故在各个领域得到了广泛的应用。例如，利用FPGA对油气田测井数据进行压缩和解压缩等。

本申请中，以油气田开发过程中得到的随钻核磁共振测井数据为例进行说明，随钻核磁共振测井技术是在仪器钻井的同时对油气井储层流体数据进行测量，从而获取到测井数据，通常情况下，由随钻核磁共振测井仪器测量到的数据为二维核磁数据。

现有技术通过随钻核磁共振测井仪器检测到井内数据后，是直接将测到的数据利用泥浆脉冲的方式传输到地面。其中，泥浆脉冲传输是无线脉冲随钻测斜仪以钻井液作为信号传输介质，使井下探管所测数据能够以压力脉冲的形式在钻杆内部传输到地面。

但是现有技术直接传输井内数据的方式传输速率较低，难以完成井内数据的实时传输，耗时较长。

因此，针对现有技术的上述技术问题，本申请提出一种井下核磁测井数据的传输方法及现场可编程门阵列，通过现场可编程门阵列对井下核磁测井数据进行压缩和解压缩。通过数据压缩现场可编程门阵列对检测到的井下核磁测井数据进行压缩，然后将压缩后的数据再利用泥浆脉冲的方式传输到地面。进一步的，地面接收到压缩后井下核磁测井数据后，再通过数据解压缩现场可编程门阵列对数据进行解压缩，其中，解压缩方法为压缩方法的逆过程。通过对核磁测井数据进行压缩和解压缩，来提高井下核磁测井数据的传输速率，实现数据的实时传输。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

图1为本申请实施例一提供的一种井下核磁测井数据传输方法的流程示意图，该方法可以由数据压缩现场可编程门阵列执行，如图1所示，该方法包括以下步骤：

S101、对待压缩的井下核磁测井数据进行离散余弦变换，井下核磁测井数据包括二维谱数据。

离散余弦变换(Discrete Cosine Transform，简称DCT)常用于数据处理过程，首先将数据分解为多个连续的矩阵形式的二维谱数据块，然后对数据块中的数据进行离散余弦变换。

之所以通过离散余弦变换是由于离散余弦变换具有很强的“能量集中”特性，能够将从前密度均匀的信息分布变换为密度不同的信息分布，例如可以将图像数据的信息都集中在离散余弦变换后的低频部分，低频部分一般位于矩阵形式二维谱数据块的左上方位置，高频部分一般位于矩阵形式二维谱数据块的右下方位置。尽管低频部分的数据数量比高频部分的数据数量要小的多，但是低频部分的信息量远大于高频部分的信息量，因此，删除一定量占据存储空间的高频部分并不会对信息量产生太大影响。

例如，删除掉占50％存储空间的高频部分，而信息量的损失可能还不到5％，因此，离散余弦变换常用于数据压缩过程。

本申请中，进行压缩的数据可以为井下核磁测井数据，其中，井下核磁测井数据包括二维谱数据，二维谱数据为随钻核磁共振测井设备检测到的二维核磁共振谱数据。

S102、对变换后的二维谱数据进行量化处理，生成压缩二维谱数据。

对离散余弦变换后的二维谱数据进行量化处理，通过量化处理后可以去除掉矩阵形式二维谱数据块中的高频部分。由于高频部分包含的信息量很少，相当于在矩阵中的系数接近于0，因此将高频部分去除，既可以保留低频部分的信息量又可以减少传输的数据数量。

量化过程具体为将变换后的二维谱数据与预设阈值进行除法运算，使变换后的矩阵形式二维谱数据块中的系数出现更多的0，生成压缩二维谱数据。经过量化处理后一般位于矩阵左上方位置的数据的商数是非0，在右下方位置的数据的商数很小，经四舍五入取整值后可简写为0。

将离散余弦变换后输出的每个矩阵形式二维谱数据块，除以相同的预设阈值，阈值的大小从某种程度上来说直接决定了此压缩算法的压缩比，数据块点除的阈值越大，压缩比越高。

此外，预设阈值的大小还与数据压缩解压缩后的失真情况相关，数据块点除的阈值越大，失真情况也就越明显，因此，在设置预设阈值时需要根据实际情况进行设定。

S103、根据Z字形扫描顺序扫描压缩二维谱数据。

由于在计算机中，矩阵中数据的存放一般按照行方式存储，这就导致矩阵中每一行的结尾点和下一行的开始点或者矩阵中元素点之间的相邻性不密切，且不利于后续根据相连0系数的数量，对存储的矩阵中为0的系数进行编码。

因此，本申请通过Zig-Zag扫描方式扫描压缩二维谱数据，其中，Zig-Zag扫描方式为以Z字形的顺序扫描，如图2所示，图2为本申请实施例一提供的一种Z字形扫描顺序的结构示意图。

S104、对扫描后压缩二维谱数据进行熵编码，生成编码压缩二维谱数据。

按照步骤S103中的扫描顺序对生成的压缩二维谱数据根据霍夫曼编码(HuffmanCoding)表中对应的编码方式进行熵编码，生成编码压缩二维谱数据。其中，霍夫曼编码(Huffman Coding)，是一种不定长编码方式，即代表各元素的码字长度不等，霍夫曼编码可以使源数据以尽量少的码符号表达，在计算机信息处理中，霍夫曼编码法又称为熵编码法。

在本申请的上述实施例一中，通过对待压缩的井下核磁测井数据进行离散余弦变换，其中井下核磁测井数据包括二维谱数据，并对变换后的二维谱数据进行量化处理，生成压缩二维谱数据。然后根据Z字形扫描顺序扫描压缩二维谱数据，对扫描后压缩二维谱数据进行熵编码，生成编码压缩二维谱数据。本实施例的方法，通过对井下核磁测井数据进行压缩，来提高井下核磁测井数据的传输速率，从而完成数据的实时传输。

在上述实施例一的基础之上，下面，通过实施例二来详细说明对待压缩的井下核磁测井数据进行离散余弦变换的过程。如图3所示，图3为本申请实施例二提供的一种井下核磁测井数据进行离散余弦变换的方法的流程示意图，该方法可以包括以下步骤：

S201、接收待压缩的二维谱数据，并将二维谱数据按照预设格式分解为第一二维谱数据，第一二维谱数据为连续的矩阵形式的二维谱数据块。

通过数据压缩现场可编程门阵列FPGA，对待压缩的二维谱数据进行离散余弦变换时，FPGA中的二维离散余弦变换模块中的数据输出模块首先对接收的待压缩的二维谱数据按照预设格式分解，例如，预设格式可以为8×8矩阵形式，将对待压缩的二维谱数据分解为多个连续的8×8二维谱数据块即第一二维谱数据。

S202、对第一二维谱数据中的行进行一维离散余弦变换，将行变换后的第一二维谱数据中的列进行一维离散余弦变换，生成第二二维谱数据。

将分解后的8×8二维谱数据块按照行的顺序进行一次一维离散余弦变换，并将变换后的二维谱数据块进行存储，在然后对得到的变换后的二维谱数据块按照列的方向再进行一次一维离散余弦变换，生成第二二维谱数据。

本申请中，8×8二维谱数据块在进行离散余弦变换时，还利用了分布式算法来实现乘法运算。如图4所示，图4为本申请实施例二提供的一种乘法器的结构示意图。

利用分布式算法在进行乘加计算时，将各输入数据的每一对应位产生的部分积预先进行相加，形成相应的部分积，再把各个部分积相加得到最终结果。分布式算法可以有效的降低硬件资源的使用和减小硬件电路的规模，提高电路的执行速度，还可以降低对数据传输的延迟的影响和减小布局布线的面积，因此这种乘法器非常适合于FPGA的乘加运算。

此外，需要特别说明的是，接收的待压缩的二维谱数据为预处理后井下核磁测井数据。二维谱数据与传统的图像数据不同之处在于二维核磁数据谱图中的每一个点并不是都包含有有效的信息，如图5所示，图5为本申请实施例二提供的一种示例性二维核磁数据谱图。在二维核磁数据谱图中有很多空白区域，这些空白区域是一些随机噪声或误差数据，对其进行预处理即为去除这些随机噪声或误差数据。

一种可能的实施方式是通过数据处理工具，例如MATLAB，将得到的原始井下核磁测井数据输入MATLAB，通过在MATLAB设定阈值，剔除低于阈值的井下核磁测井数据，得到预处理后的待压缩二维谱数据。

在本申请的上述实施例二中，通过将待压缩的二维谱数据分解为预设格式的矩阵形式的二维谱数据块，然后对二维谱数据块中的行和列分别进行一维离散余弦变换，通过对待压缩的二维谱数据进行离散余弦变换，将待压缩的二维谱数据的信息集中在二维谱矩阵中的低频部分，为后续进行熵编码做准备。

进一步的，对待压缩的二维谱数据进行离散余弦变换后，下面，通过实施例三来详细说明对变换后的二维谱数据进行压缩的过程。图6为本申请实施例三提供的又一种井下核磁测井数据传输方法的流程示意图，如图6所示，该方法可以包括以下步骤：

S301、将经过变换后的第二二维谱数据与预设阈值进行除法运算，生成压缩二维谱数据，预设阈值为压缩比。

通过数据压缩现场可编程门阵列FPGA内部已经设计好的除法器IP核，通过在除法器中设置预设阈值，对第二二维谱数据进行除法运算。

S302、根据Z字形扫描顺序扫描压缩二维谱数据，扫描后压缩二维谱数据中数据的排列顺序为按照Z字形扫描的顺序排列。

示例性的，

通过数据压缩现场可编程门阵列FPGA中的扫描模块来说明Z字形扫描过程。如图7所示，图7为本申请实施例三提供的一种Z字形扫描实时物流图。

图7中的数据驱动模块ROM_DRIVE用来产生扫描模块ROM_ZIG_ZAG的读地址dct_out，ROM_ZIG_ZAG模块内置初始化Zig-Zag扫描顺序压缩后二维谱数据，当读地址address被赋值为ROM_DRIVE模块的输出dct_out时，ROM_ZIG_ZAG模块开始按照Zig-Zag扫描顺序进行扫描，处理完成后将数据送入存储模块RAM中进行输出。

S303、对扫描后压缩二维谱数据进行熵编码，生成编码压缩二维谱数据。

具体的，如步骤S3031-S3033所示：

S3031、将扫描后压缩二维谱数据进行分割处理，将扫描后压缩二维谱数据中的第一个数值分割为直流分量，将剩余数值分割为交流分量。

对扫描后压缩二维谱数据进行熵编码之前，首先需要对其进行分割处理，将其分割为直流分量即DC(direct current，直流)系数和交流分量即AC(alternating current，交流)系数。由于直流分量和交流分量进行编码时对应的霍夫曼编码表不相同，因此，需要对直流分量和交流分量按照对应的霍夫曼编码表进行熵编码。

示例性的，

通过数据压缩现场可编程门阵列FPGA中的分割提取模块来说明分割过程。如图8所示，图8为本申请实施例三提供的一种分割提取实时物流图。

图8中的分割提取模块DATA_SEP对从图7中的ROM_ZIG_ZAG模块中输出的数据进行处理，由DATA_SEP端口data输入，每次输入的64个数据处理器会把输入的第一个数值当做DC系数，之后的63个数值当做AC系数，分别在ac_en和dc_en都使能的条件下，由DATA_SEP的ac_data和dc_data两个端口分别输出数据。

S3032、根据直流分量对应的霍夫曼编码表，对直流分量进行熵编码。

具体的：

计算相邻扫描后压缩二维谱数据中直流分量的差值，并根据差值在预先存储的可变字长整数编码表中匹配直流分量对应的编码长度。

根据直流分量对应的编码长度在预先存储的直流分量霍夫曼编码表中所对应的编码方式，对直流分量进行熵编码。

将直流分量对应的编码长度和熵编码后直流分量进行整合处理，生成直流分量编码压缩数据。

示例性的，

通过数据压缩现场可编程门阵列FPGA中的直流分量编码模块来说明直流分量的熵编码过程。如图9所示，图9为本申请实施例三提供的一种直流分量的熵编码过程实时物流图。

直流分量输出模块DC_DATA在dc_en信号使能的情况下通过dc_out端口输出DC系数，数据处理模块GET_SIZE接收DC系数并计算相邻两个数据块DC系数的差值，进而根据差值的大小，在可变字长整数编码表VLI中查找所对应的编码长度size值，同时将得出的DC系数值进行编码并输出。直流分量数据编码模块CODE_SIZE对之前得到的size数值进行编码，编码后得到的结果输出给直流分量整合模块CODE_DC，CODE_DC将编码长度size和编码后直流分量的码流进行整合输出。

S3033、根据交流分量对应的霍夫曼编码表，对交流分量进行熵编码。

根据交流分量的数值确定游程长度值，并根据游程长度值在预先存储的可变字长整数编码表中匹配交流分量对应的编码长度。

根据交流分量对应的编码长度在预先存储的交流分量霍夫曼码表中所对应的编码方式，对交流分量进行熵编码。

将交流分量对应的编码长度和熵编码后交流分量进行整合，生成交流分量编码压缩数据。

示例性的，

通过数据压缩现场可编程门阵列FPGA中的交流分量编码模块来说明交流分量的熵编码过程。如图10所示，图10为本申请实施例三提供的一种交流分量的熵编码过程实时物流图。

交流分量输出模块AC_DATA在ac_en使能的条件下通过ac_out端口输出AC系数。游程编码模块RLE对AC系数进行游程编码，具体实现过程是：首先判断输入的AC系数是否为零，如果为零，那么该模块中设计的计数器的值就加1，则当前游程长度值增加1，如果不为零，就以当前计数器值的大小作为游程长度rulen，并且在可变字长整数编码表VLI中查找所对应的编码长度size值，其中，rulen与size对应关系的实现方式类似于在直流分量编码中的操作，都是利用FPGA中内置的IP实现，然后，该模块一并将rulen和size的数值传递给交流分量数据编码模块CODE_RUN，此外将原来计数器保存的值清零，以便进行下一次的计数操作。CODE_RUN模块对输入的(runlen/size)通过查找霍夫曼码编码表的方式进行编码，然后在code_en使能的条件下，在code中输出其对应的二进制码流。交流分量整合模块CODE_AC把游程编码模块输出的编码长度size和编码后交流分量的码流进行整合输出。

需要说明的是，本申请对直流分量进行熵编码和交流分量进行熵编码的顺序不进行限定。

在本申请的上述实施例三中，通过将经过变换后的第二二维谱数据与预设阈值进行除法运算，生成压缩二维谱数据，然后根据Z字形扫描顺序扫描压缩二维谱数据，进而将扫描后压缩二维谱数据分割为直流分量和交流分量，进一步的，根据直流分量和交流分量各自对应的霍夫曼编码表分别进行熵编码。本实施例的方法，通过对直流分量和交流分量进行熵编码，实现二维谱数据的压缩，从而提高了井下核磁测井数据的传输速率，完成了数据的实时传输。

实施例一至实施例三为井下核磁测井数据的压缩过程，进一步的，下面，通过实施例四来说明井下核磁测井数据的解压缩过程。如图11所示，图11为本申请实施例四提供的一种解压缩井下核磁测井数据方法的流程示意图，该方法可以由数据解压缩现场可编程门阵列执行，该方法包括以下步骤：

S401、对待解压缩的编码压缩二维谱数据进行熵解码，生成解码压缩二维谱数据。

对待解压缩的编码压缩二维谱数据根据霍夫曼编码(Huffman Coding)表中对应的编码方式进行熵解码。

S402、根据反Z字形扫描顺序扫描解码压缩二维谱数据，反Z字形扫描顺序为Z字形扫描顺序的逆顺序，Z字形扫描顺序为二维谱数据压缩时的扫描顺序。

S403、对扫描后解码压缩二维谱数据进行反量化处理，生成压缩二维谱数据。

对扫描后解码压缩二维谱数据乘以预设阈值，需要注意的是，该预设阈值与二维谱数据进行量化处理的预设阈值相同。

S404、对压缩二维谱数据进行反离散余弦变换，生成解压缩后二维谱数据，反离散余弦变换为二维谱数据压缩时进行离散余弦变换的逆变换。

可以理解的是，事实上，二维谱数据的解压缩过程即为对二维谱数据压缩过程的逆过程。

在本申请的上述实施例四中，通过对待解压缩的编码压缩二维谱数据进行熵解码，生成解码压缩二维谱数据。然后，根据反Z字形扫描顺序扫描解码压缩二维谱数据，并对扫描后解码压缩二维谱数据进行反量化处理，生成压缩二维谱数据。最终，对压缩二维谱数据进行反离散余弦变换，生成解压缩后二维谱数据，其中解压缩的二维普数据即为。本实施例的方法，通过对压缩后井下核磁测井数据进行解压缩，从而快速获取到井下核磁测井实时数据。

进一步的，在上述实施例四的基础之上，下面，通过实施例五来详细说明对待解压缩的编码压缩二维谱数据进行熵解码的过程。如图12所示，图12为本申请实施例五提供的一种对待解压缩的编码压缩二维谱数据进行熵解码的方法的流程示意图，该方法包括以下步骤：

S501、根据直流分量编码压缩数据对应的霍夫曼编码表，对直流分量编码压缩数据进行熵解码，获取直流分量。

具体的：

将直流分量编码压缩数据分解为直流分量对应的编码长度和熵编码后直流分量。

根据直流分量对应的编码长度及熵编码后直流分量，在预先存储的直流分量编码压缩数据霍夫曼编码表中所对应的解码方式，对熵编码后直流分量进行熵解码，获取直流分量。

S502、根据交流分量编码压缩数据对应的霍夫曼编码表，对交流分量编码压缩数据进行熵解码，获取交流分量。

具体的：

将交流分量编码压缩数据分解为交流分量对应的编码长度和熵编码后交流分量。

根据交流分量对应的编码长度及熵编码后交流分量，在预先存储的交流分量编码压缩数据霍夫曼编码表中所对应的解码方式，对熵编码后交流分量进行熵解码，获取交流分量。

S503、对直流分量和交流分量进行融合处理，生成解码压缩二维谱数据。

综上，对待解压缩的编码压缩二维谱数据进行熵解码的方法与二维谱数据进行熵编码的方法相对应，为熵编码过程的逆过程，通过对待解压缩的编码压缩二维谱数据进行熵解码，将编码压缩二维谱数据还原为解码压缩二维谱数据。

进一步的，

对生成的解码压缩二维谱数据根据反Z字形扫描顺序扫描，扫描后解码压缩二维谱数据中数据的排列顺序与压缩时Z字形扫描的排列顺序相反。

进而，对扫描后解码压缩二维谱数据进行反量化处理，将扫描后解码压缩二维谱数据与预设阈值进行乘法运算，生成压缩二维谱数据，预设阈值为压缩比，预设阈值与二维谱数据进行量化处理时的预设阈值相同。

更进一步的，对压缩二维谱数据进行反离散余弦变换，将压缩二维谱数据解压缩为压缩前二维谱数据。

具体的：

对压缩二维谱数据中的列进行反一维离散余弦变换，将列变换后的压缩二维谱数据中的行进行反一维离散余弦变换，生成解压缩后二维谱数据，反离散余弦变换为二维谱数据进行离散余弦变换的逆变换。

对解压缩后二维谱数据合并为预设格式的二维谱数据，并输出预设格式的二维谱数据。由于二维谱数据在压缩过程中的离散余弦变换阶段，将二维谱数据按照预设格式进行了分解，因此，在解压缩阶段，需要将分解的二维谱数据还原为分解前的二维谱数据格式，最终，分解前的二维谱数据格式即为压缩前的二维谱数据。

在本申请的上述实施例中，通过对待解压缩的编码压缩二维谱数据分别进行熵解码，获取到直流分量和交流分量，并对获得的直流分量和交流分量进行融合处理，生成解码压缩二维谱数据。然后对生成的解码压缩二维谱数据根据反Z字形扫描顺序扫描，并对扫描后的解码压缩二维谱数据进行反量化处理，最后，对压缩二维谱数据进行反离散余弦变换，将压缩二维谱数据解压缩为压缩前二维谱数据。本实施例的方法，通过对压缩后井下核磁测井数据进行解压缩，从而快速获取到井下核磁测井实时数据。

图13为本申请实施例六提供的一种数据压缩现场可编程门阵列的结构示意图。如图13所示，包括：至少一个收发器601、处理器602和存储器603。

其中，存储器603，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，程序代码包括计算机操作指令。

存储器603可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。

处理器602用于执行存储器603存储的计算机执行指令，并控制收发器601的接收动作和发送动作，以实现井下核磁测井数据的传输方法；

其中，处理器602可能是一个中央处理器(Central Processing Unit，简称为CPU)，或者是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称为ASIC)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路，处理器602通过运行存储器603中存储的指令以实现井下核磁测井数据的传输方法。

可选的，在具体实现上，如果接收器601、处理器602和存储器603独立实现，则接收器601、处理器602和存储器603可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，简称为ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component，简称为PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended IndustryStandard Architecture，简称为EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等，但并不为仅有一根总线或一种类型的总线。

可选的，在具体实现上，如果接收器601、处理器602和存储器603集成在一块芯片上实现，则接收器601、处理器602和存储器603可以通过内部接口完成通信。

图14为本申请实施例七提供的一种数据解压缩现场可编程门阵列的结构示意图。如图13所示，包括：至少一个收发器701、处理器702和存储器703。

其中，存储器703，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，程序代码包括计算机操作指令。

存储器703可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。

处理器702用于执行存储器703存储的计算机执行指令，并控制收发器701的接收动作和发送动作，以实现井下核磁测井数据的传输方法；

其中，处理器702可能是一个中央处理器(Central Processing Unit，简称为CPU)，或者是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称为ASIC)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路，处理器702通过运行存储器703中存储的指令以实现井下核磁测井数据的传输方法。

可选的，在具体实现上，如果接收器701、处理器702和存储器703独立实现，则接收器701、处理器702和存储器703可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，简称为ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component，简称为PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended IndustryStandard Architecture，简称为EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等，但并不为仅有一根总线或一种类型的总线。

可选的，在具体实现上，如果接收器701、处理器702和存储器703集成在一块芯片上实现，则接收器701、处理器702和存储器703可以通过内部接口完成通信。

本申请实施例八还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以包括：SIM卡、U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁盘或者光盘等各种可以存储程序代码及用户身份认证数据的介质，具体的，该计算机可读存储介质中存储有程序信息，程序信息用于井下核磁测井数据的传输。

本申请实施例还提供一种程序产品，例如计算机可读存储介质，该程序产品中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例提供的井下核磁测井数据的传输方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (9)

1.一种井下核磁测井数据的传输方法，其特征在于，应用于数据压缩现场可编程门阵列，包括：

对待压缩的井下核磁测井数据进行离散余弦变换，所述井下核磁测井数据包括二维谱数据；

对所述变换后的所述二维谱数据进行量化处理，生成压缩二维谱数据；

根据Z字形扫描顺序扫描所述压缩二维谱数据；

对所述扫描后压缩二维谱数据进行熵编码，生成编码压缩二维谱数据；

所述对待压缩的井下核磁测井数据进行离散余弦变换，包括：

接收所述待压缩的二维谱数据，并将所述二维谱数据按照预设格式分解为第一二维谱数据，所述第一二维谱数据为连续的矩阵形式的二维谱数据块；

对所述第一二维谱数据中的行进行一维离散余弦变换，将行变换后的所述第一二维谱数据中的列进行一维离散余弦变换，生成第二二维谱数据；

所述对所述变换后的所述二维谱数据进行量化处理，包括：

将所述第二二维谱数据与预设阈值进行除法运算，生成压缩二维谱数据，所述预设阈值为压缩比；

根据Z字形扫描顺序扫描所述压缩二维谱数据，所述扫描后压缩二维谱数据中数据的排列顺序为按照所述Z字形扫描的顺序排列；

所述对所述扫描后压缩二维谱数据进行熵编码，包括：

将所述扫描后压缩二维谱数据进行分割处理，将所述扫描后压缩二维谱数据中的第一个数值分割为直流分量，将剩余数值分割为交流分量；

根据所述直流分量对应的霍夫曼编码表，对所述直流分量进行熵编码；

根据所述交流分量对应的霍夫曼编码表，对所述交流分量进行熵编码。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述直流分量对应的霍夫曼编码表，对所述直流分量进行熵编码，包括：

计算相邻所述扫描后压缩二维谱数据中直流分量的差值，并根据所述差值在预先存储的可变字长整数编码表中匹配所述直流分量对应的编码长度；

根据所述直流分量对应的编码长度在预先存储的直流分量霍夫曼编码表中所对应的编码方式，对所述直流分量进行熵编码；

将所述直流分量对应的编码长度和所述熵编码后直流分量进行整合处理，生成所述直流分量编码压缩数据。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述交流分量对应的霍夫曼编码表，对所述交流分量进行熵编码，包括：

根据所述交流分量的数值确定游程长度值，并根据所述游程长度值在预先存储的可变字长整数编码表中匹配所述交流分量对应的编码长度；

根据所述交流分量对应的编码长度在预先存储的交流分量霍夫曼码表中所对应的编码方式，对所述交流分量进行熵编码；

将所述交流分量对应的编码长度和所述熵编码后交流分量进行整合，生成所述交流分量编码压缩数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述交流分量的数值确定游程长度值，包括：

若所述交流分量的数值为0，则当前游程长度值增加1；

或者，若所述交流分量的数值不为0，则当前游程长度值不变。

5.一种井下核磁测井数据的传输方法，其特征在于，应用于数据解压缩现场可编程门阵列，包括：

对待解压缩的编码压缩二维谱数据进行熵解码，生成解码压缩二维谱数据；

根据反Z字形扫描顺序扫描所述解码压缩二维谱数据，所述反Z字形扫描顺序为Z字形扫描顺序的逆顺序，所述Z字形扫描顺序为所述二维谱数据压缩时的扫描顺序；

对所述扫描后解码压缩二维谱数据进行反量化处理，生成压缩二维谱数据；

对所述压缩二维谱数据进行反离散余弦变换，生成解压缩后二维谱数据，所述反离散余弦变换为所述二维谱数据压缩时进行离散余弦变换的逆变换；

所述待解压缩的编码压缩二维谱数据包括直流分量编码压缩数据和交流分量编码压缩数据；

所述对待解压缩的编码压缩二维谱数据进行熵解码，生成解码压缩二维谱数据，包括：

根据所述直流分量编码压缩数据对应的霍夫曼编码表，对所述直流分量编码压缩数据进行熵解码，获取所述直流分量；

根据所述交流分量编码压缩数据对应的霍夫曼编码表，对所述交流分量编码压缩数据进行熵解码，获取所述交流分量；

对所述直流分量和所述交流分量进行融合处理，生成解码压缩二维谱数据；

根据反Z字形扫描顺序扫描所述解码压缩二维谱数据，所述扫描后解码压缩二维谱数据中数据的排列顺序与压缩时Z字形扫描的排列顺序相反；

所述对所述扫描后解码压缩二维谱数据进行反量化处理，包括：

将所述扫描后解码压缩二维谱数据与预设阈值进行乘法运算，生成压缩二维谱数据，所述预设阈值为压缩比；

所述对所述压缩二维谱数据进行反离散余弦变换，包括：

对所述压缩二维谱数据中的列进行反一维离散余弦变换，将列变换后的所述压缩二维谱数据中的行进行反一维离散余弦变换，生成解压缩后二维谱数据，所述反离散余弦变换为所述二维谱数据进行离散余弦变换的逆变换；

对所述解压缩后二维谱数据合并为预设格式的二维谱数据，并输出所述预设格式的二维谱数据。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述直流分量编码压缩数据对应的霍夫曼编码表，对所述直流分量编码压缩数据进行熵解码，获取所述直流分量，包括：

将所述直流分量编码压缩数据分解为所述直流分量对应的编码长度和熵编码后直流分量；

根据所述直流分量对应的编码长度及所述熵编码后直流分量，在预先存储的直流分量编码压缩数据霍夫曼编码表中所对应的解码方式，对所述熵编码后直流分量进行熵解码，获取直流分量。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述交流分量编码压缩数据对应的霍夫曼编码表，对所述交流分量编码压缩数据进行熵解码，获取所述交流分量，包括：

将所述交流分量编码压缩数据分解为所述交流分量对应的编码长度和熵编码后交流分量；

根据所述交流分量对应的编码长度及所述熵编码后交流分量，在预先存储的交流分量编码压缩数据霍夫曼编码表中所对应的解码方式，对所述熵编码后交流分量进行熵解码，获取交流分量。

8.一种数据压缩现场可编程门阵列，其特征在于，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器、收发器；

所述处理器控制所述收发器的接收动作和发送动作；

所述存储器存储计算机执行指令；

所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现如权利要求1至4中任一项所述的方法。

9.一种数据解压缩现场可编程门阵列，其特征在于，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器、收发器；

所述处理器控制所述收发器的接收动作和发送动作；

所述存储器存储计算机执行指令；

所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现如权利要求5至7中任一项所述的方法。

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