含可变因子的广义S变换及其时频滤波.pdf

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1、第39卷第6期煤田地质与勘探V_01．39NO．62011年12月COALGE0L0GY&EXP10RrI()NDec．2Ol1文章编号：1001．1986(2011)06-0063-04含可变因子的广义S变换及其时频滤波周竹生，陈友良(中南大学地球科学与信息物理学院，湖南长沙410083)摘要：含可变因子的S变换是一种新型的时频分析工具，比传统的S变换和Mansinha提出的广义s变换更具实用性。可变因子的引入使得高斯窗函数的宽度随频率发生变化时具有目的性，而不是简单地随着频率的增大而变窄。该变换可以有针对性的改善局部频段(特别是低频段和高频段

2、)的频率分辨率及时间分辨率。以此变换为基础，提出了一种时频滤波方法，通过对人工合成地震记录的滤波，证明了该滤波方法的有效性。关键词：时频分析；S变换；广义S变换；可变因子；时频滤波中图分类号：P631文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1001．1986．2011．06．O15GeneralizedS-·transformwithvariable--factoranditstime-frequencyfilteringZHOUZhusheng，CHENYouliang(1．SchoolofGeosciencesandInfo-Ph

3、ysics，CentralSouthUniversity，Changsha410083，China)Abstract：ThegeneralizedS-transformwithvariable-factorisanewtime—frequencydecompositionmethod，whichismorepracticalthanthetraditionalS-transformandthegeneralizedS-transformdevelopedbyMansinha．Whenthescaleofthegaussianwindowfunct

4、ionvarieswiththefrequenc~theexistenceofthevariable-factormakesthisvariationhavegoals，ratherthansimp]Lynarrowingasfrequencyincreasing．Thistransformcanimprovethefrequencyresolutionorthetimeresolutionofthelocalbandwithpurpose，especiallythelowandhighfrequencyband．Atime—frequencyf

5、ilteringmethodbasedonthetransformisdeveloped．Throughfiltrationofsyntheticseis-micrecords，theresultprovesitseffectiveness．Keywords：time·-frequencyanalysis；S-transf0rm；generalizedS-transform；variable-factor；time--frequencyfiltering1996年，Stockwell等n】吸收短时傅立叶变换和改造，通过引人一个以频率为自变量的可变

6、因子函连续小波变换二者的优点，提出了著名的S变换，数，以便针对非平稳信号的时频特征灵活多变地调它是以Morlet小波为基本小波的连续小波变换的延节窗函数的类型及其参量，避免了S变换的时频分伸。S变换采用与频率有关的可变高斯窗函数，其辨率变化趋势不变及广义s变换的时频分辨率变化时频分辨率与频率有关，信号的变换结果与其傅立趋势单一的问题，使之具有更高的适应性和针对性，叶谱保持直接联系。因而，通过s变换及其逆变换进而继承和发展了广义s变换。同时，基于含可变可以实现信号在时．频域的无损转换，这些特点使得因子的广义S变换，本文设计了一种时频滤波器，S变换在

7、分析非平稳信号过程中得到了广泛的应通过对人工合成地震记录的试算，验证了该滤波器用。然而，S变换中固定的基本小波限制了其应用在去噪方面的有效性和优越性。效果。为此，Mansinhat2-41等对S变换进行了改造，1S变换与广义s变换提出了广义S变换，通过调节频率分辨率戈时间分辨率，增强了对地震信号与含噪声非平稳信号处理据Stockwell⋯，S变换可定义为：IrI(f—f)f的适应能力，并已成功应用于地震勘探中的薄层探=eh(f)一下e-i2nfldt，(1)测[5】。但由于频率分辨率和时间分辨率之间的对立性，无论S变换还是广义S变换，都无法在全时

8、段式中(f)为信号在时域的表示方式；f代表频率；兼顾频率分辨率和时间分辨率。为克服这一缺陷，f为窗函数的中心点，控制着窗函数在时间轴上的