一種時頻分析方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種時頻分析方法，屬于地震信號頻譜分析領(lǐng)域。所述方法包括以下步驟：(1)輸入單個地震道信號u(t)；(2)將u(t)進行Gabor時頻處理，獲得Gabor時頻譜Gabor(t，f)；(3)同時，根據(jù)Hilbert變換對u(t)進行復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換得到復(fù)數(shù)信號z(t)，然后對復(fù)數(shù)信號z(t)作指數(shù)窗平滑偽Spwvd時頻處理，獲得Spwvd時頻譜Spwvd(t，f)；(4)對Gabor時頻譜Gabor(t，f)的振幅數(shù)值進行同值化處理，然后將同值化處理后的Gabor時頻譜Gabor(t，f)與Spwvd時頻譜Spwvd(t，f)進行褶積得到聯(lián)合時頻譜SG(t，f)；(5)輸出聯(lián)合時頻譜SG(t，f)。
【專利說明】一種時頻分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于地震信號頻譜分析領(lǐng)域，具體涉及一種時頻分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002]時頻譜分析技術(shù)為進行儲層預(yù)測和油氣檢測提供了一種新的思路，研究人員可以通過分頻數(shù)據(jù)體來識別地質(zhì)異常體。地震信號屬于非平穩(wěn)信號，傳統(tǒng)的傅里葉變換只能將信號從時域映射到頻域，不能有效檢測非平穩(wěn)信號的頻率隨時間的變化，因此難以分析信號的局部特性。時頻分析將一維的時域信號和頻域信號映射到二維時頻平面上，獲得信號的時頻分布，從而能在時頻域區(qū)分并提取信號分量。目前，常用時頻分析技術(shù)有以下幾種:
[0003](I)短時傅立葉變換(Short Time Fourier Transform, STFT)
[0004]時頻分析的研究始于20世紀(jì)40年代。1946年，Gabor提出了 Gabor變換。Gabor變換為此后的許多時頻分析方法奠定了思路。1947年P(guān).K Poter首次提出了一種實用的時頻分析方法一短時傅立葉變換:
[0005]
【權(quán)利要求】
1.一種時頻分析方法，其特征在于:所述方法包括以下步驟:(1)輸入單個地震道信號U(t)；(2)將u(t)進行Gabor時頻處理，獲得Gabor時頻譜Gabor(t, f) ； (3)同時，根據(jù)Hilbert變換對u(t)進行復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換得到復(fù)數(shù)信號z (t)，然后對復(fù)數(shù)信號z (t)作指數(shù)窗平滑偽Spwvd時頻處理,獲得Spwvd時頻譜Spwvd (t, f) ； (4)對Gabor時頻譜Gabor (t, f)的振幅數(shù)值進行同值化處理，然后將同值化處理后的Gabor時頻譜Gabor (t, f)與Spwvd時頻譜Spwvd(t, f)進行裙積得到聯(lián)合時頻譜SG(t, f)；(5)輸出聯(lián)合時頻譜SG(t，f)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時頻分析方法，其特征在于:所述步驟(2)具體如下:采用下面的公式將u (t)進行Gabor時頻處理,獲得Gabor時頻譜Gabor (t, f):
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時頻分析方法，其特征在于:所述步驟(3)是這樣實現(xiàn)的:首先采用下面的Hilbert變換公式將u(t)轉(zhuǎn)換為復(fù)數(shù)信號z(t):z(t) = u(t)+jH[u(t)]其中，Η代表Hilbert變換；然后采用下面的公式將復(fù)數(shù)信號z(t)進行基于指數(shù)窗平滑偽Spwvd時頻處理，獲得Spwvd時頻譜Spwvd (t, f):平滑偽Cohen核函數(shù)采取指數(shù)型簡單窗，Spwvd (t, f) =/ f z (t+τ/2) z*(t_ τ/2) e”2lIf τ X g( v )h ( τ ) d v d τ其中，z*是z的共軛復(fù)數(shù)，g(v)、h(T)都選取為指數(shù)函數(shù):g ( v ) = exp (- α.ν 2)，且 α ≥ 0 常數(shù)h ( τ ) = exp (- β.τ 2)，且 β≥ 0 常數(shù)其中，.α為經(jīng)驗常數(shù)，控制著g(v)大小，β為經(jīng)驗常數(shù)，控制h(T)大小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時頻分析方法，其特征在于:所述步驟(4)中的同值化處理具體如下:給定一個門檻值，當(dāng)時頻譜振幅值小于門檻值時，將時頻譜振幅值賦值為0 ;相反，將時頻譜振幅值賦值為1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時頻分析方法，其特征在于:所述步驟(4)中是采用下面的公式將Gabor時頻譜Gabor (t, f)與Spwvd時頻譜Spwvd (t, f)進行裙積的:
【文檔編號】G01V1/30GK103728663SQ201210392647
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月16日
【發(fā)明者】余波 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油物探技術(shù)研究院