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1、第21卷第4期地球物理学进展Vol.21No.42006年12月(页码:1180～1185)PROGRESSINGEOPHYSICSDec.2006几种时频分析方法比较11211陈雨红,杨长春,曹齐放,李波涛,尚永生(1.中国科学院地质与地球物理研究所,北京100029;2.胜利油田物探公司地震勘探研究所开发地震室,东营257100)摘要地震信号由于各种原因,往往是一种非线性、非平稳信号,基于平稳信号理论的常规傅立叶变化方法不能刻画任一时刻的频率成分.时频分析能同时保留时间与频率信息,目前已经出现了很多时频分析方法.本文介绍
2、了Hilbert变换、Hilbert2Huang变换、正弦曲线拟合、雷克子波匹配、短时傅立叶变换、小波变换、S变换以及Cohen类这八种方法,并从时间分辨率、频率分辨率,以及对多频率成份信号适应能力等各方面阐述了各种方法的优缺点,对其中的一些方法结合了理论记录进行了试算,进一步阐述了这些方法的长处和不足之处.关键词时频分析,Hilbert变换,正弦曲线拟合,S变换,Hilbert2Huang变换中图分类号P631文献标识码A文章编号100422903(2006)0421180206Thecomparisonofsometim
3、e2frequencyanalysismethods11211CHENYu2hong,YANGChang2chun,CAOQi2fang,LIBo2tao,SHANGYong2sheng(1.InstituteofGeologyandGeophysics,ChineseAcademyofSciences,Beijing100029,China;2.Shengliexplorationresearchinstitute,Dongying257100,China)AbstractTheseismicdatausuallyisan
4、on2linearnon2stationaryseriesformanyreasons,sotheFouriertransformbasedonstationarysignalcannotshowthenewsoffrequencyatsometime.Thetime2frequencyanalysiscangivethenewsoftimeandfrequencyatthesametime,nowtherehavemanymethodsoftime2frequencyanalysis.Thispaperintroduces
5、eightmethodsoftime2frequencyanalysis,suchasHilberttransform,Hilbert2Huangtransform,sinecurvefitting,Rickerwaveletmatching,shorttimeFouriertransform,wavelettransform,StransformandCohenmethods.Thispaperexplainsthemeritsanddefectsofthosemethodsfromthetimeresolution,fr
6、equencyresolutionandtheadaptiveabilityofmulti2frequencysignals.Moreover,thispaperexplainstheadvantagesandshortcomingsofsomemethodsdeeplybysometestcases.Keywordstime2frequencyanalysis,hilberttransform,sinecurvefitting,Stransform,hilbert2huangtransform[1][2]时属性的提取、描述
7、地震相、判定P波到达时、0引言[3][4,5][6]计算泥岩体积、地层吸收补偿、信号识别、压[7][8][9]在地震勘探过程中,由于地层吸收,孔隙流体等制随机噪音、相干体、薄层识别等.各种原因,地震信号往往具有非线性、非平稳特征,本文分析对比了八种时频分析方法:Hilbert变即实际地震资料的频率成分是随时间变化而变化换、Hilbert2Huang变换、正弦曲线拟合、雷克子波的,因而基于平稳信号分析理论的常规傅立叶变换匹配、短时傅立叶变换、小波变换、S变换以及Cohen和功率谱估计方法就失去了物理意义,也就不适合类双线性变换
8、方法.主要从时间分辨率、空间分辨率于表征某一时间点的频率成分分布情况.因此需要以及多频率信号识别能力等方面比较详细地阐述了把整体谱推广到局部谱中来,目前已经发展了很多各种方法的优缺点.时频分析方法.时频分析方法在地震勘探中有很多应用,如:瞬收稿日期2006202210;修回日期200620
