Implementación de un algoritmo de transformación wa velet para la descompresión de datos sísmicos en una fpga

Abstract

Actualmente las exploraciones sísmicas producen una gran cantidad de datos, superando incluso los 100 Terabytes, los cuales deben ser procesados en las estaciones de cómputo locales para su respectivo análisis. Para realizar este procedimiento eficientemente, es necesario que la velocidad a la cual son transmitidos los datos sea acorde al procesamiento de estos, por consiguiente, la técnica de compresión de datos es apta para esta labor. Los algoritmos de compresión son deseables ya que ofrecen una reducción en términos de almacenamiento y ancho de banda de transmisión. En este proyecto se desarrolló una arquitectura para la descompresión de datos sísmicos, basada en un algoritmo compuesto por tres etapas: Transformación Wavelet Bidimensional Inversa, Cuantificación Uniforme Inversa y Decodificación Huffman. Para la etapa de transformación se seleccionó el esquema Lifting utilizando un filtro biortogonal 5/3. El diseño fue desarrollado en el software ISE Design Suite13.2 de Xilinx usando VHDL y luego implementado en una FPGA Virtex 5 - XC5VFX70T. La arquitectura es capaz de descomprimir un conjunto de datos correspondiente a 44 trazas sísmicas con 2000 muestras cada una. Adicionalmente la arquitectura procesa dos datos a la vez y a su vez genera dos datos reconstruidos a una frecuencia máxima de operación de 75.87 MHz.