水下沉底目标回波的小波谱重排时频分析及其匹配检测

在浅海沉底目标主动声探测中,强混响背景下回波有效特征表征是目标分类的基础。根据工程需要讨论了Wigner-Ville,短时傅立叶变换(STFT)和小波重排谱下回波时频特征的提取过程,分析了混响与目标回波的耦合特性。提出构造基于小波尺度谱重排的时频检测器,在时频面实现目标信号和混响分离,以小波重排谱来表征回波,可取得较好的效果,在此基础上设计时频匹配检测器,以达到较好的目标检测性能。湖试数据分析表明小波尺度谱重排联合二维匹配检测器能压抑混响,提高信混比约2dB.     

地震信号的时频分析

石油勘探目前应用最主要的勘探手段是地震勘探方法,通过对所得的地震信号分析,我们就可以获得地层信息,从而分析地层的结构及含油气情况,通过研究表明,地震信号的频率域里包含着丰富的含油气信息,所以对地震信号的时频分析可以有助于我们寻找油气资源,给我们提供更多的油气信息。本文主要是利用小波变换对单道地震信号做了时频分析研究。     

基于Morlet小波尺度参数寻优的匹配追踪时频分析

与短时傅里叶变换、连续小波变换、广义S变换等时频分析方法相比,匹配追踪方法具有更高的时频分辨率,但传统的贪婪迭代算法计算效率较低。以Morlet小波作为时频原子进行匹配追踪,通过分析尺度因子不同时Morlet小波时频原子在时间域的形态,比较信号向频率、相位和延时相同,仅尺度因子不同的不同时频原子投影的投影值,认为尺度因子对时频原子的形态具有较强的控制作用,因而对时频原子和信号局部特征的匹配性能具有较强的控制作用。基于以上分析,在利用复地震道计算信号的瞬时信息作为时频原子频率、相位和时延等参数的基础上,对Morlet小波时频原子的尺度参数首先进行一维寻优,在得到最佳尺度因子基础上对时频原子参数进行微调,提高了计算效率。针对模型测试了算法的有效性及在去除噪声和薄层厚度求取等方面的应用前景。     

基于广义S变换的信号提取与抑噪

S变换结合了短时傅里叶变换和小波变换的优点,是非平稳信号时频分析的有力工具.为了提高S变换在应用中的实用性和灵活性,该文将S变换改造成时频分辨率可调的广义S变换.广义S变换具有多分辨率特性,利用其高质量的时频分布,在时频域中设计了两种时频滤波器.前者用来实现非平稳信号中特定信号分量的提取,也可滤除处于特定时频平面中的噪声;后者直接应用广义S变换的时频谱实现,用于含高斯白噪声信号的滤波,达到了突出有效信号和压制噪声的效果.几种信号模型的仿真试验显示了它们在信号提取和抑制噪声中应用的有效性.     

小波包变换叠前地震资料去噪方法研究

给出了一种不同常规的消除面波和高频随机干扰波的小波包变换方法。小波包变换是一种新的时频分析方法，优于小波变换和传统的Fourier变换，它能够对地震资料进行时频精细划分，准确描述具有相同频率的有效波与干扰波在时间—空间域的分布。利用小波包变换可以从叠前资料分离出面波、随机干扰等，再通过小波包重构，可有效地剔除干扰信息，保留有效信号。实际资料实验表明，小波包变换在去噪方面十分有效。     

用时频分解法从空间波场中分离表面波信号

提出了一种从空间波场中分离表面波信号的方法,其基本原理是：在小波包变换和时域加窗对信号进行分解的时频单元上,通过改进的极化分析方法和构造的滤波函数对所有时频单元进行处理,将处理结果进行合成即可得到分离出的表面波．这种方法的优点是：对只在时间上重叠或只在频率上重叠的波,可进行有效的分离,压制了各向同性随机干扰,具有较高的时间频率分辨率;特别是通过改进的极化分析算法,可解决原方法中高阶模态表面波提取中存在的问题．     

基于谐波小波的非平稳地震动时频功率谱研究

研究地震动非平稳性较好的工具是时频局部化分析,小波变换理论具备这一特点.文章根据离散小波变换原理,基于谐波小波推导出了小波变换系数与地震动功率谱密度函数关系的数学模型;并对EL-centro地震记录进行了时频谱分析,验证了该模型是合理的;然后针对2001年云南永胜地震的455条加速度地震动记录进行了功率谱分析,得到了该地区地震动的特征参数.最后根据得到的大量周期域内功率谱曲线,提出了三段式的目标功率谱函数.     

基于广义S变换的沉积旋回分析方法研究

传统时频分析方法(如傅立叶变换、短时傅立叶变换、小波变换、S变换等)的时频分辨性均不佳,在实际应用中受到一些限制,难以满足高精度时频分析要求.广义S变换,引入λ和p两个参数对S变换进行了扩展,其时频分析效果得到较大提高.对广义S变换方法原理进行了深入研究,编写了广义S变换时频分析程序.通过非平稳线性调频信号和4种典型沉积旋回模型分析,证实了广义S变换的可靠性及优越性.最后,将该方法推广到实际地震资料沉积旋回分析中,取得了良好的效果.     

时频表达在心音研究中的应用

心音是一种非平稳信号，用时频分析方法可以获得这种信号的一些重要的特征,为此提出了不同时频表达在心音研究中的几个性能指标：频谱的聚集度，时间包络的覆盖率、均方误差和规则性.基于这些指标比较了心音信号的短时傅立叶变换、连续小波变换、S变换、Wigner-Ville分布等时频表达的性能，并给出了具体应用的例子．     

辽西凹陷欢喜岭地区沙河街组层序格架的建立

对辽西凹陷欢喜岭地区沙河街组进行了深入细致的层序划分以寻找岩性地层圈闭,由于地震反射特征在地震资料上表现不明显,层序界面识别困难,应用经典层序地层学的原理和方法,综合运用欢喜岭地区地震和测井资料,借助地震时频分析技术和测井连续小波变换来确定层序界面,建立了该区高精度层序地层格架。研究表明,地震时频分析技术和测井小波变换进行层序旋回划分是较为可靠和实用的。沙河街组共发育有5个具有等时意义的层序界面,可划分为6个三级层序。     

基于Morlet小波时间尺度表示的地下连续墙无损检测

对Morlet小波及其变换特性进行了分析 ,利用其良好的时频正则性及复分析特性 ,把一维检测波映射到二维时间尺度表示 (TSR) -Scalogram谱图上。Scalogram承载了介质结构的丰富信息 ,利用这些信息能够实现对介质的全面分析和缺陷识别 ,辅以Morlet小波变换的实部模极大值 ,可以对缺陷进行准确定位。该方法有效地弥补了基于Hilbert变换的复信号分析 (CSA)、短时傅立叶变换 (STFT)及二次时频表示 (TFR)等方法的不足。对水泥土地下连续墙进行的无损检测结果表明 ,基于Morlet小波TSR的检测方法有较好的实用性 ,它为结构无损检测领域提供了一条新的技术路线。为进一步完善前述方法 ,将Morlet小波与Dergauss小波进行优势联合 ,可以避免模极大值线分叉现象 ,有利于提高定量解释精度。     

Kelvin-Voigt黏弹介质地震波衰减影响因素研究

应用交错网格有限差分法对Kelvin-Viogt黏弹介质中的地震波传播进行了数值模拟,并在此基础上对介质的波阻抗和震源子波频率对地震波时频域衰减特征的影响进行了研究分析。研究表明,随着波阻抗的降低和震源子波频率的增大,地震纵波振幅衰减加快,地震波高频成分能量快速衰减,低频成分能量衰减相对较弱,主频向低频偏移加快。     

基于Malvar窗时频谱的反Q滤波方法

基于非弹性介质衰减模型, 将衰减和频散表示为振幅和相位的算子, 把补偿看成带衰减传播的逆传播过程, 理论计算得到补偿需要的反算子。通过构造满足Malvar小波条件下的时窗, 得到符合信号特征的时 间?频率谱, 再利用最小二乘方法计算品质因子Q值, 得到振幅和相位补偿需要的反算子, 作用于时频谱, 达到补偿的目的。 数值试验结果显示, 利用时频变换计算得到的Q值与先前设定Q值基本相符, 反Q滤波补偿后的信号与无衰减信号对比, 振幅和相位都得到很好的恢复。     

时频域动态反褶积方法研究

大多数提高地震资料分辨率的反褶积方法都基于传统静态褶积模型,这与非均匀介质中的地震子波实际传播
规律不符。因此,在动态褶积模型基础上,结合地震波在地层中的吸收衰减特性,提出一种基于时频域的动态反褶积
方法。该方法将广义S 变换良好的多分辨特性引入到地震资料动态反褶积处理中,首先将非平稳地震记录的广义S
变换近似表示为静态震源子波的傅里叶变换、复数值时频衰减函数与反射系数广义S 变换的乘积,再采用多项式拟合
的方法对非平稳地震记录时频谱进行平滑处理,从而可估算动态传播子波和地层反射系数。本文方法不需要直接求
取Q 值,能够适用于变Q 值情况。理论模型和三维实际资料处理结果表明,该方法不仅能改善地震资料的分辨率,还
能有效补偿深部地层吸收所引起的能量衰减。     

Evaluation of earthquake-induced structural damages by wavelet transform

The dynamic behavior of inelastic structures during an earthquake is a complicated non-stationary process that is affected by the random characteristics of seismic ground motions. The conventional Fourier analysis describes the feature of a dynamic process by decomposing the signal into infinitely long sine and cosine series, which loses all time-located information. However, both time and frequency localizations are necessary for the analysis of an evolutionary spectrum of non-stationary processes. In this paper, an analytical approach for seismic ground motions is developed by applying the wavelet transform, which focuses on the energy input to the structure. The procedure of identification of the instantaneous modal parameters based on the continuous wavelet transform (CWT) is given in detail. And then, a novel method using the auto-regressive moving average (ARMA), called "prediction extension”, is presented to remedy the edge effect during the numerical computation of the CWT. The effectiveness of the method is verified by the use of the benchmark model developed by the American Society of Civil Engineers (ASCE). Finally, a scale model with three-storey reinforced concrete frame-share wall structure is made and tested on a shaking table to investigate the relation between the dynamic properties of structures and energy accumulation and its change rates during the earthquake. The results have shown that the wavelet transform is able to provide a deep insight into the identity of transient signals through time-frequency maps of the time variant spectral decomposition.     

东营凹陷民丰北带沙四上亚段砂砾岩体层序划分

东营凹陷民丰北带地区砂砾岩体发育广泛,其岩电关系不明显;加之常规层序地层研究方法具有主观人为因素过多的弊端,制约了该地区层序地层研究工作的深化。基于测井资料的小波变换技术与基于地震资料的时频分析技术,与常规方法相比,具有定量划分层序地层的优势。在常规层序研究方法的基础上,综合利用以上两种技术,准确定量地划分了东营凹陷民丰北带地区沙四上亚段的四级层序。研究表明:基于测井资料的小波变换技术和基于地震资料的时频分析技术本质上具有一致性,都是在频率域定量划分层序地层;小波变换技术分辨率高,适用于有井区,地震时频分析技术适用性广,但分辨率低,两者需结合使用。东营凹陷民丰北带地区沙四上亚段地层为一个完整的三级层序,进一步可细分为5个四级层序,每个四级层序都具有粒度向上变细的正旋回的沉积特点。     

三种时频分析方法在心音信号分析中的应用

文章介绍了一种新的时频分析方法—— Hilbert谱分析 ,并将其应用到心音信号的时频分析中 ,分析对比了短时 Fourier变换 ,小波分析和 Hilbert谱分析这三种方法在处理心音信号时的性能差异 .传统的基于 Fourier的方法不能有效的分析非平稳信号 .文章分析证明了这种新方法在分析像心音信号这种非平稳信号的有效性 ,它能对信号的时频分布做出比短时 Fourier变换和小波分析更为精确的描述 .用这种方法 ,我们能提取心音信号中频率变化的信息 .     

基于小波变换的结构地震响应分析方法的改进

针对现有线性结构非平稳地震响应分析的小波方法中存在计算效率较低的问题,提出了一种求解时频响应的改进方法,即将原地震信号直接输入结构,求得结构响应,再对该响应进行小波分解和重构,得到结构在各频段的响应,反映出结构响应的时频特性.利用小波变换中多分辨率分析的思想及线性结构响应求解的振型分解法,证明了改进方法与现有方法计算结...     

二维粘弹介质五点八阶超紧致有限差分声波方程数值模拟

本文首次将五点八阶超紧致有限差分格式(CCD8)用于粘弹介质声波方程的数值模拟中。此文根据泰勒级数展开粘滞声波方程,建立了位移场时间二阶离散格式,将CCD8用于对位移场空间导数的求取。然后,对CCD8格式进行稳定性研究,频散的压制效果对比分析,及截断误差对比。将CCD8格式运用于均匀介质模型以及水平层状介质模型中进行数值模拟,最后运用于对Marmousi模型的数值模拟中。研究结果表明：(1)CCD8与普通八阶紧致差分相比,具有更小的截断误差、更高的模拟精度以及低数值频散的优势;(2)CCD8具有较高稳定性;(3)采用完全匹配层(PML)对人工边界进行处理后对均匀介质、含有层状介质以及Marmousi模型进行粘弹声波方程的数值模拟,发现模拟效果不错,从而验证了方法的实用性和有效。