Применение NVidia CUDA для ускорения обработки сейсмических данных при помощи разложения по волновым пакетам

Сейсмические данные характеризуются своей нерегулярностью, многомерностью и большим объемом. В настоящей статье рассматривается разложение данных по одному из наиболее оптимальных базисов - гауссовым волновым пакетам. На базе графических процессоров реализован и оптимизирован быстрый алгоритм прямого и обратного преобразования по трехмерным гауссовым волновым пакетам. Оптимизированная версия программы для графических ускорителей демонстрирует рост производительности в 2-6 раз по сравнению с 20-ядерным процессором.Проведено успешное тестирование алгоритмов на синтетических сейсмических данных: восстановление изображения по коэффициентам гауссовых волновых пакетов, сжатие данных, подавление шумов данных, интерполяция данных в случае пропущенных трасс.
Seismic data are characterized by multidimensionality, large data sizes, and irregular structures. In this paper we consider an optimal decomposition of seismic data using the basis of Gaussian wave packets. We implemented and optimized a number of fast algorithms for forward and inverse transforms for three-dimensional seismic data decomposition. The algorithms implemented on GPU demonstrate 2-6 speedup compared to 20-core CPUs. The programs were tested on synthetic seismic data sets: data reconstruction by Gaussian wave-packet coefficients, data compression, denoising, and interpolation in the case of missing traces.
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МЕТОДЫ И ПРОГРАММИРОВАНИЕ: НОВЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, Выпуск 3 2017