广义s变换时频分析的应用研究

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1、广义S变换时频分析的廊用研究摘要时频分析作为分析时变非平稳信号的有力工具，成为了现在信号处理研究的一个热点。在自然界和现实生活中，信号多数都是非平稳的：时频分析方法将一维的时域信号映像N-：维的时频平面，提供了时间域和频率域的联合分布信息，并且能够全面的反映非平稳信号的时频联合特征。本文对广义S变换时频分析进行了系统的研究，并将其应用于时频滤波和信号突变点检测方面。详细介绍了时频分析方法处理非平稳信号的国内外发展现状，以及非平稳信号和时频分析的基本概念，阐述了传统时频分析方法和广义S变换的基本原理和优

2、缺点，并且将它们分别应用N--：I[E平稳信号上。研究表明广义S变换可以得到更好的时频分析效果。在信号处理领域中，时频滤波方法是去除干扰和提高信噪比的一种很常用的方法。本文在阈值滤波的基础上，给出了一种基于广义S变换的新的时频滤波方法，并将它应用到了地震信号处理中。首先，根据数据的广义S变换谱，确定出面波压制函数，以压制实际地震信号中的面波干扰；然后，使用阈值滤波和低通滤波相结合的滤波方法对地震信号进行处理，达到去除随机噪声的目的，同时这种方法可以使有效信号受损失较小。仿真结果表明，该方法在提高信噪比

3、方面的效果优于其他时频分析方法，且可以自选择的应用到多道的地震信号中去。最后，将此方法应用到实际的地震信号处理中，提取出滤波后的有效信号，并与通过最陡下降法得到的信号顶点图相结合，以达到寻找地震记录中储层的目的。检测信号中的突变往往意味着物体结构的损伤，所以，寻找到信号中的突变点有着很重要的实际意义。本文将广义S变换应用到实际信号的突变点检测中，并以铁路采集信号为例，使用以上的滤波方法对信号进行处理，去除其中的噪声，提取有效信号，然后通过短时能量法判断出其中是否含有突变的信号。最后将提取出的有效信号和

4、广义S变换幅值包络相结合，对突变信号的起振点进行定位。仿真结果表明，该方法可以准确的检测出其中的突变信号并且能较好地避免漏检。关键词：广义S变换；时频分析；时频滤波；突变点检测ABSTRACTTime-frequencyanalysisisapowerfultoolfortime-varyingnon．stationarysignalanalysis，andahotspotinmodemsignalprocessingresearch．Mostsignalsinnatureworldandrealli

5、fearenon。stationary．Theone-dimensionaltime—domainsignalscanbemappedintothetwo-dimensionaltime·frequencydomain．Meanwhile，time—frequencyanalysiscanprovidethejointdistributioninformationofbothtime·domainandfrequency．domain，thenexpressjointcharacteristicofn

6、on—stationarysignalsentirely．ThispapermainlyresearchestheapplicationofgeneralizedStransformtime．frequencyanalysisandappliesittotime—frequencyfilteringanddiscontinuitydetection．Firstly,weintroducethedevelopmentofnon-stationarysignalprocessingbasedonmetho

7、dsoftime-frequencyanalysisathomeandabroad．Andtheconceptsofnon．stationarysignalandtime-frequencyanalysisarealsomentioned．Thenfundamentalprinciplesoftraditiolnaltime-frequencyanalysismethodsandStransformaredescribedandthenthecomparisonofthemisprovided．IIl

8、thesignalprocessing，time·frequencyfilteringmethodiscommontoreducetheinterferenceandimprovethesignaltonoiseratio．Thispaperpresentsanewtime．frequencyfilteringmethodbasedongeneralizedStransformandappliesittoseismicsignalprocessing．F