基于壓縮感知的巖心圖像壓縮與重構技術研究

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1、１：０２２０分類號；ＴＰ３９１．９單位代巧密級：１—Ｊ＾＾乂《ＮｏｒｔｈｅａｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ．－，碩±研究生學位論文￣＾￣＇ｒＭ旅々額曰基于壓縮感知的巖也圖像壓縮與重構技術研究：劉彥形：ｒ碩ｉ生唐國維教授：指導教師Ｉ？計算機科學與技術：學科專業(yè)計算形Ｌ應用技術：研究方向２０１６年５月３日學位論文獨創(chuàng)性聲明本人所呈交的學位論文是我在指導教師的指導下進行的研巧工作及取得的研巧成果，。據(jù)我

2、所知除文中己經注明弓，Ｉ用的內容外本論文不包含其他個人己經發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均己在文中作了明確說明并表示謝意。作者簽名；曰期＾、之：２＾，￣（＾７句裔蒂學位論文使用授權聲明本人完全了解東北石油大學有關保留、使用學位論文的規(guī)定。學校有權保留學位論文并向國家主管部口或其指定機構送交論文的電子版和紙質版，允許論文被查闊和借閱，可＾文采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編學位論文可公布論文的全部，或部分內容。東北石油大學有權將本人的

3、學位論文加入《中國優(yōu)秀碩±學位論文全文數(shù)據(jù)庫》、《中國博古學位論文全文數(shù)據(jù)庫》和編入《中國知識資源總庫》。保密的學位論文在解密后適用本規(guī)定。：學位論文作者簽名句轉論巧旨簽；導獅名組成：指導小員簽名ThesisfortheMasterdegreeinEngineeringResearchonCoreImageCompressionandReconstructionBasedonCompressedSensingCandidate:LiuYantongTutor:TangGuowe

4、iSpecialty:ComputerscienceandtechnologyDateoforalexamination:20thMay,2016University:NortheastPetroleumUniversity東北石油大學碩士研究生學位論文基于壓縮感知的巖心圖像壓縮與重構技術研究摘要在油氣田勘探研究中，巖心圖像起到了至關重要的作用。特殊復雜的地質變遷與地質環(huán)境使得巖心表面邊緣復雜、紋理豐富，與自然圖像差別較大。隨著巖心圖像采集設備廣泛地投入使用，國內油田采集到的巖心圖像數(shù)據(jù)量也在不斷增加，

5、給其存儲和傳輸帶來較大困難。在這種情況下，針對大數(shù)據(jù)量的巖心圖像的高效采集、壓縮與重構算法就成為提高巖心資料利用率的關鍵。為此，本文將小波分析和壓縮感知理論相結合，提出相關算法壓縮與重構巖心圖像，以便改善巖心圖像壓縮效果，提高視覺質量。主要研究內容如下：(1)提出閾值自適應K-SVD巖心圖像壓縮感知重構算法。針對巖心圖像壓縮感知重構丟失部分細節(jié)的問題，根據(jù)稀疏表示和巖心圖像的特點，把巖心圖像分塊，用高斯隨機矩陣觀測圖像塊，通過巖心圖像的重構初始解計算閾值，通過維納濾波、K-SVD字典結合Landwebe

6、r迭代操作實現(xiàn)重構。實驗結果表明，獲得的字典能較多地保留巖心圖像的紋理細節(jié)信息，實現(xiàn)巖心圖像較高質量重構。(2)提出利用信息熵的巖心圖像多尺度自適應壓縮感知重構算法。針對BCS-SPL算法重構巖心圖像細節(jié)模糊的問題，根據(jù)巖心圖像的紋理性和人的視覺敏感性，采用小波變換對巖心圖像進行稀疏表示，對各個子帶進行多尺度分塊，依據(jù)信息熵的大小自適應分配采樣率并確定觀測矩陣，重構部分采用Winner濾波結合Landweber迭代。實驗結果表明，相同采樣率下，與原有的BCS-SPL算法相比，該算法有效地保留了巖心圖像紋

7、理特征，主觀視覺效果較好，峰值信噪比提高2-4dB。(3)提出基于分塊壓縮感知的巖心圖像觀測值SPECK壓縮算法。針對現(xiàn)有壓縮感知算法在處理巖心圖像時，高壓縮比效果不夠理想的問題，結合巖心圖像和壓縮感知的特點，利用小波變換對巖心圖像進行稀疏表示，對各個子帶進行多尺度分塊，不同層級分配不同采樣率，用觀測矩陣對相應層級的圖像塊進行觀測，結合SPECK和DPCM編碼算法對巖心圖像觀測值進一步壓縮，然后通過維納濾波結合Landweber迭代操作實現(xiàn)對巖心圖像的壓縮與重構。實驗結果表明，在高壓縮比的條件下，與多尺

8、度分塊壓縮感知觀測模型下DPCM結合均勻標量量化和直接采用均勻標量量化方法相比，該方法重構巖心圖像的PSNR有所提升。關鍵字：巖心圖像；小波分析；壓縮感知；壓縮與重構算法II東北石油大學碩士研究生學位論文ResearchonCoreImageCompressionandReconstructionBasedonCompressedSensingABSTRACTCoreimageplaysanimportantroleintheexplora