一种用于地震信号分析的二阶挤压小波变换算法.docx
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一种用于地震信号分析的二阶挤压小波变换算法 本文提出了一种用于地震信号分析的二阶挤压小波变换算法,旨在解决传统时频同步压缩变换中的瞬时频率估计对地震信号失效的问题。该算法利用改进的母小波对地震信号进行匹配,通过谱峰对齐对参考频率进行修正,从而提升时频能量聚集性和时频分辨率。 地震信号是一类典型的时变、非平稳、非线性信号,其瞬时特征包含了丰富的地质信息,可以用来对岩性、储层、流体以及沉积相带进行检测,进而进行地层界面识别及储层表征分析。因此,如何精确地提取地震信号的瞬时特征对地震资料分析和解释具有重要的意义。 时频分析作为分析时变非平稳信号的有力工具,能够同时从时频 2 维空间上对信号进行表示,分析地震信号的局部瞬时特征。然而,传统的线性时频分析方法受限于海森堡测不准原理,不能在时域、频域同时达到最优,限制了其时频聚集性。非线性时频方法如 WVD, Choi-Williams Distribution(CWD)分布等,虽然不受窗函数的约束,但引入了交叉项的干扰,也影响了时频聚集性。 EMD 算法可以对信号进行自适应分解,但是缺乏严格的数学基础,易受噪声干扰,受限于迭代停止准则,存在虚假频率及模态混叠等问题。同步压缩变换是由 Daubechies 等人提出的一种基于小波变换的时频分析新方法,该方法基于时频重排的思想,具有严格的数学逻辑,依据时频特性,将尺度上的能量重排到频率方向,不仅可以增强能量的聚集性,对多分量信号,还可以重构出各个分量。 本文在对 Ricker 子波及其小波变换的数学分析基础上,提出了一种 2 阶挤压小波变换算法,利用改进的母小波对地震信号进行匹配,通过谱峰对齐对参考频率进行修正,从而提升时频能量聚集性和时频分辨率。该算法可以解决传统时频同步压缩变换中的瞬时频率估计对地震信号失效的问题,提高地震信号分析的准确性和可靠性。 本文的贡献在于: (1)提出了基于 Ricker 子波的小波变换算法,解决了传统时频同步压缩变换中的瞬时频率估计对地震信号失效的问题。 (2)采用改进的母小波对地震信号进行匹配,通过谱峰对齐对参考频率进行修正,提高了时频能量聚集性和时频分辨率。 (3)提高了地震信号分析的准确性和可靠性,为地震资料分析和解释提供了新的方法和思路。
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