CN104407384B - 地震剖面显示的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种地震剖面显示的方法，包括以下步骤：对于屏幕的每个像素，将其覆盖范围从像素空间映射到道集空间，获得每个像素所覆盖的地震道及采样点；根据每个像素所覆盖的地震道及采样点对应生成位于每个像素内的波纹图像；获取每个像素内的各个波纹图像对本像素的亮度贡献值，并将所述每个像素内的各个波纹图像对本像素的亮度贡献值累加后作为本像素的亮度值；将各个像素的亮度值缓存于显存；将所述显存内缓存的各个像素的亮度值绘制至屏幕显示。本发明避免了由于抽道显示导致的假频现象。

Description

地震剖面显示的方法

技术领域

本发明涉及地震剖面处理技术领域，尤其是涉及一种地震剖面显示的方法。

背景技术

地震数据尤其是叠加剖面数据的可视化是地震数据处理中非常重要的辅助手段，从野外采集的地震数据经过处理之后，需要借助于计算机技术以图像的形式将其显示出来，从而为数据处理员、地质分析人员提供一种可视化的判断依据，提高石油勘探的精度和效率。

地震数据都是离散采样，并按照道进行排列，实际上就是空间中一系列的离散数值，其可视化的主要形式是以波纹线、变密度的形式将数据绘制出来。当以波纹线方式绘制的时候，传统的绘制方法是将离散的采样点用直线连接起来，形成一条波形曲线，为了显式地表示波形振幅的正负，需要对地震波的某一个方向(一般是正向)进行填充，这样在地震反射截面处就会有较清晰的反射同相轴。用户缩小图像的时候，由于现有计算机屏幕分辨率的限制，当缩小到一定程度之后，相邻两条波纹线之间的距离已经小于一个像素，即使按照一个像素进行绘制，也会导致整个屏幕是全部涂黑的。一般的解决方法是对地震数据进行抽道处理，即每隔n条地震道抽取一条地震道作为代表进行绘制。这种方法虽然实现简单，但是会产生假频，这种现象会严重干扰解释人员对地质情况整体的把握。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地震剖面显示的方法，以解决地震剖面缩小显示时出现的假频现象。

为达到上述目的，本发明提供了一种地震剖面显示的方法，包括以下步骤：

(S1)、对于屏幕的每个像素，将其覆盖范围从像素空间映射到道集空间，获得每个像素所覆盖的地震道及采样点；

(S2)、根据每个像素所覆盖的地震道及采样点对应生成位于每个像素内的波纹图像；

(S3)、获取每个像素内的各个波纹图像对本像素的亮度贡献值，并将所述每个像素内的各个波纹图像对本像素的亮度贡献值累加后作为本像素的亮度值；

(S4)、将各个像素的亮度值缓存于显存；

(S5)、将所述显存内缓存的各个像素的亮度值绘制至屏幕显示。

本发明的地震剖面显示的方法，步骤(S1)至(S4)由图形处理器(GraphicsProcessing Unit，GPU)纹理生成线程完成；步骤(S5)由GPU纹理绘制线程完成。

本发明的地震剖面显示的方法，当收到图像缩放指令时，所述GPU纹理绘制线程将所述屏幕当前显示的地震剖面进行对应的缩放处理生成临时地震剖面并输出显示，并同时触发所述GPU纹理绘制线程，待所述GPU纹理绘制线程生成地震剖面时，将所述屏幕当前显示的临时地震剖面替换成所述GPU纹理绘制线程生成的地震剖面。

本发明的地震剖面显示的方法，所述屏幕由若干个固定大小的纹理单元所覆盖，所述每个纹理单元配置有一个独立的纹理生成线程，且各个独立的纹理生成线程并行生成本纹理单元的地震剖面纹理。

本发明的地震剖面显示的方法，相邻纹理单元的边缘相互重叠。

本发明的地震剖面显示的方法，相邻纹理单元的边界相互重叠2个像素。

本发明的地震剖面显示的方法，在所述将所述显存内缓存的各个像素的亮度值绘制至屏幕显示过程中，相邻纹理单元在边界重叠处减少一个像素。

本发明的地震剖面显示的方法，所述对于屏幕的每个像素，将其覆盖范围从像素空间映射到道集空间，具体包括：

将每个像素从屏幕坐标转换到世界坐标：W＝P^-1*M^-1*S，其中P^-1为投影矩阵逆矩阵，M^-1为模型矩阵逆矩阵，S为像素的屏幕坐标，W为像素对应的世界坐标。

本发明的地震剖面显示的方法，所述获取每个像素内的各个波纹图像对本像素的亮度贡献值，并将所述每个像素内的各个波纹图像对本像素的亮度贡献值累加后作为本像素的亮度值，具体包括：

将每个像素的世界坐标W均匀划分成若干格子G，置每个格子G_i的初值为0；

计算出与每个像素的世界坐标W相交的波纹图像，并将这些波纹图像的覆盖范围与本像素的每个格子G_i做相交测试，并将被覆盖的格子G_i的值置1；

计算每个像素中其值为1的格子的数目，并将该数目置为当前像素的亮度值 $L=\underset{i=1}{\overset{256}{\mathrm{\Σ}}}{G}_i.$

本发明的地震剖面显示的方法，将每个像素的世界坐标W均匀划分成16×16个格子G。

本发明的地震剖面显示的方法，每个纹理单元覆盖512×512或者1024×1024个像素。

本发明实施例的地震剖面显示的方法，当用户缩小地震波纹线显示范围使得相邻两道之间的距离小于一个像素时，不需要抽道显示，而是将波纹线的绘制逐渐转变成类似于变密度的绘制效果，从而能有效的避免了由于抽道显示导致的假频现象。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1为本发明实施例的地震剖面显示的方法流程图；

图2为本发明实施例中纹理单元划分示意图；

图3为本发明实施例中像素与地震道相交的示意图；

图4a-4d为本发明实施例中地震剖面变密度显示示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

参考图1所示，本发明实施例的地震剖面显示的方法包括以下步骤：

步骤S1、对于屏幕的每个像素，将其覆盖范围从像素空间映射到道集空间，获得每个像素所覆盖的地震道及采样点；具体包括：

将每个像素从屏幕坐标转换到世界坐标：W＝P^-1*M^-1*S，其中P^-1为投影矩阵逆矩阵，M^-1为模型矩阵逆矩阵，S为像素的屏幕坐标，W为像素对应的世界坐标。

步骤S2、根据每个像素所覆盖的地震道及采样点对应生成位于每个像素内的波纹图像。例如将每个地震道的离散的采样点用直线连接起来，形成一条波形曲线，为了显式地表示波形振幅的正负，需要对地震波的某一个方向(一般是正向)进行填充，从而形成波纹图像，这样在地震反射截面处就会有较清晰的反射同相轴。

步骤S3、获取每个像素内的各个波纹图像对本像素的亮度贡献值，并将每个像素内的各个波纹图像对本像素的亮度贡献值累加后作为本像素的亮度值；具体包括：

将每个像素的世界坐标W均匀划分成若干格子G(例如16×16个)，置每个格子G_i的初值为0；

计算出与每个像素的世界坐标W相交的波纹图像(如图3所示)，并将这些波纹图像的覆盖范围与本像素的每个格子G_i做相交测试，并将被覆盖的格子G_i的值置1；

计算每个像素中其值为1的格子的数目，并将该数目置为当前像素的亮度值 $L=\underset{i=1}{\overset{256}{\mathrm{\Σ}}}{G}_i.$

步骤S4、将各个像素的亮度值缓存于显存。

步骤S5、将显存内缓存的各个像素的亮度值绘制至屏幕显示。

由于纹理图像的生成代价要远远大于将纹理绘制到屏幕，为了提高对用户的响应速度，本发明实施例的地震剖面显示的方法中，要创建两类绘制线程：GPU纹理生成线程和GPU纹理绘制线程，以及与之对应的图形绘制环境，步骤S1～S4由GPU纹理生成线程完成，步骤S5由GPU纹理绘制线程完成。GPU纹理生成线程在后台运行负责生成纹理图像，GPU纹理绘制线程负责用户的交互以及对用户的响应，将纹理图像绘制到屏幕。当收到图像缩放指令时，GPU纹理绘制线程将屏幕当前显示的地震剖面进行对应的缩放处理生成临时地震剖面并输出显示(这样对用户的响应是直接而且快速的，这样直接放大生成临时地震剖面会产生马赛克现象)，并同时触发GPU纹理绘制线程，待GPU纹理绘制线程生成地震剖面时，将屏幕当前显示的临时地震剖面替换GPU纹理绘制线程生成的地震剖面，从而使得本发明实施例既能给用户快速的响应，同时又能提供绘制效果较好的图像，提高了用户体验。

由于通常显卡会对纹理图像的最大范围是有约束的，而地震剖面的解释往往需要多个屏幕拼接在一起显示，需要非常大的纹理，因此本发明实施例中，为了能够解决多屏幕形成的超大绘制问题，需将若干个固定大小的纹理单元覆盖屏幕，一般每个纹理单元覆盖512×512或者1024×1024个像素，太大的纹理单元会导致绘制的浪费，降低系统整体效率。例如图2所示，可将屏幕划分成四个纹理单元A、B、C、D，图中实线为屏幕，点线为生成纹理的范围，点划线为绘制纹理的范围。每个纹理单元配置有一个独立的纹理生成线程，且各个独立的纹理生成线程并行生成本纹理单元的地震剖面纹理，多个纹理生成线程并行处理可以极大提高纹理生成的效率。

由于在将显存内缓存的各个像素的亮度值绘制至屏幕显示过程中，纹理的生成会采用双线性插值的形式在纹理和像素之间进行平滑滤波，纹理单元边界之间会产生不连续，人眼对这种不连续非常敏感，因此本发明实施例的地震剖面显示的方法中，相邻的纹理单元之间需要进行相互重叠。例如每两个相邻的纹理单元之间重叠2个像素，纹理绘制过程中，每两个相邻纹理单元在边界处少绘制1个像素，这样纹理边界处可以有效的平滑过渡而融合在一起。假设一个纹理单元的大小为n*n个像素，纹理生成过程中需要生成n*n个像素大小的纹理，但是在将纹理往屏幕绘制过程中只需要绘制(n-1)*(n-1)个像素范围内的纹理。

由此可见，本发明实施例的地震剖面显示的方法提出一种基于纹理分块缓存机制的多线程并行绘制框架，首先将波纹线绘制到纹理缓存中，然后再将纹理直接绘制到屏幕，这样的好处是：一次纹理生成之后，可以多次绘制，从而降低了像素的计算代价，提高了绘制效率。而且，当用户缩小地震波纹线显示范围使得相邻两道之间的距离小于一个像素时，不需要抽道显示，而是将波纹线的绘制逐渐转变成类似于变密度的绘制效果(如图4a-4d所示的变密度渐变)，从而能有效的避免了由于抽道显示导致的假频现象，并且本发明实施例的并行分块绘制能够应付大屏幕显示，尤其是多屏显示系统，从而消除了显存纹理大小限制带来的约束。

本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种说明性逻辑块、单元和步骤可以通过硬件、软件或两者的结合来实现。至于是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。

本发明实施例中所描述的各种说明性的逻辑块，或单元都可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。

本发明实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模块、或者这两者的结合。软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地，存储媒介可以与处理器连接，以使得处理器可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中，ASIC可以设置于用户终端中。可选地，处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。

在一个或多个示例性的设计中，本发明实施例所描述的上述功能可以在硬件、软件、固件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现，这些功能可以存储与电脑可读的媒介上，或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。电脑可读媒介包括电脑存储媒介和便于使得让电脑程序从一个地方转移到其它地方的通信媒介。存储媒介可以是任何通用或特殊电脑可以接入访问的可用媒体。例如，这样的电脑可读媒体可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置，或其它任何可以用于承载或存储以指令或数据结构和其它可被通用或特殊电脑、或通用或特殊处理器读取形式的程序代码的媒介。此外，任何连接都可以被适当地定义为电脑可读媒介，例如，如果软件是从一个网站站点、服务器或其它远程资源通过一个同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(DSL)或以例如红外、无线和微波等无线方式传输的也被包含在所定义的电脑可读媒介中。所述的碟片(disk)和磁盘(disc)包括压缩磁盘、镭射盘、光盘、DVD、软盘和蓝光光盘，磁盘通常以磁性复制数据，而碟片通常以激光进行光学复制数据。上述的组合也可以包含在电脑可读媒介中。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种地震剖面显示的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(S1)、对于屏幕的每个像素，将其覆盖范围从像素空间映射到道集空间，获得每个像素所覆盖的地震道及采样点；

(S2)、根据每个像素所覆盖的地震道及采样点对应生成位于每个像素内的波纹图像；

(S3)、获取每个像素内的各个波纹图像对本像素的亮度贡献值，并将所述每个像素内的各个波纹图像对本像素的亮度贡献值累加后作为本像素的亮度值；

(S4)、将各个像素的亮度值缓存于显存；

(S5)、将所述显存内缓存的各个像素的亮度值绘制至屏幕显示；其中：

所述对于屏幕的每个像素，将其覆盖范围从像素空间映射到道集空间，具体包括：

将每个像素从屏幕坐标转换到世界坐标：W＝P^-1*M^-1*S，其中P^-1为投影矩阵逆矩阵，M^-1为模型矩阵逆矩阵，S为像素的屏幕坐标，W为像素对应的世界坐标；

所述获取每个像素内的各个波纹图像对本像素的亮度贡献值，并将所述每个像素内的各个波纹图像对本像素的亮度贡献值累加后作为本像素的亮度值，具体包括：

将每个像素的世界坐标W均匀划分成若干格子G，置每个格子G_i的初值为0；

计算出与每个像素的世界坐标W相交的波纹图像，并将这些波纹图像的覆盖范围与本像素的每个格子G_i做相交测试，并将被覆盖的格子G_i的值置1；

计算每个像素中其值为1的格子的数目，并将该数目置为当前像素的亮度值

2.根据权利要求1所述的地震剖面显示的方法，其特征在于，步骤(S1)至(S4)由图形处理器GPU纹理生成线程完成；步骤(S5)由GPU纹理绘制线程完成。

3.根据权利要求2所述的地震剖面显示的方法，其特征在于，当收到图像缩放指令时，所述GPU纹理绘制线程将所述屏幕当前显示的地震剖面进行对应的缩放处理生成临时地震剖面并输出显示，并同时触发所述GPU纹理绘制线程，待所述GPU纹理绘制线程生成地震剖面时，将所述屏幕当前显示的临时地震剖面替换成所述GPU纹理绘制线程生成的地震剖面。

4.根据权利要求2或3所述的地震剖面显示的方法，其特征在于，所述屏幕由若干个固定大小的纹理单元所覆盖，所述每个纹理单元配置有一个独立的纹理生成线程，且各个独立的纹理生成线程并行生成本纹理单元的地震剖面纹理。

5.根据权利要求4所述的地震剖面显示的方法，其特征在于，相邻纹理单元的边缘相互重叠。

6.根据权利要求5所述的地震剖面显示的方法，其特征在于，相邻纹理单元的边界相互重叠2个像素。

7.根据权利要求6所述的地震剖面显示的方法，其特征在于，在所述将所述显存内缓存的各个像素的亮度值绘制至屏幕显示过程中，相邻纹理单元在边界重叠处减少一个像素。

8.根据权利要求1所述的地震剖面显示的方法，其特征在于，将每个像素的世界坐标W均匀划分成16×16个格子G。

9.根据权利要求4所述的地震剖面显示的方法，其特征在于，每个纹理单元覆盖512×512或者1024×1024个像素。