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.     

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．     

基于簇检测的地震数据脉冲噪声压制方法

地震记录中常伴有脉冲噪声干扰，严重影响地震数据分析的后续工作。这些噪声常表现为聚集状态，持续时间长，将其称之为脉冲噪声簇。使用中值滤波器进行脉冲噪声簇压制会大大损坏有效信号，而改进的决策中值滤波器不能有效的区分出脉冲噪声簇。因而，提出一种基于簇检测的脉冲噪声压制方法，首先使用长短时平均值比法（short-term average/long-term average, STA/LTA）对噪声进行判别和检测，然后进行同一脉冲噪声簇判别，以解决噪声的漏检问题，最后结合中值滤波器，自适应的伸缩滤波窗口对脉冲噪声簇进行滤波。合成和真实数据实例表明，相比于其他方法，本文方法可有效压制脉冲噪声簇，并使得有效信号损坏程度最小。     

基于中值滤波的全垫升气垫船运动仿真参数滤波方法研究

研究了全垫升气垫船运动参数的滤波方法,提出了基于中值滤波预处理的Daubechies小波变换的参数滤波方法,利用中值滤波的去脉冲特性和Daubechies小波的高斯噪音消去特性对仿真全垫升气垫船运动参数滤波.仿真结果表明该方法可以有效去噪,明显改善信噪比.并且将中值滤波和FIR滤波方法结合,有效地减小了FIR使用的阶次,在提高信噪比的同时有效减少了群延时,改善了气垫船在线滤波的实时性能.     

基于端点检测的时频峰值滤波动液面提取技术

油套环空中会产生各种噪声，使测得的液面反射信号非常复杂，真实的液面反射波位置因受到干扰而无法准确辨识。采用时频峰值滤波（TFPF）技术结合语音信号处理中的端点检测（VAD）方法可对动液面波进行有效提取。VAD-TFPF技术先采用短时能量和过零率的双门限VAD方法对声波法测油井信号进行划分，判断出有效信号数据段和接近于零值的数据段，然后采用不同窗长的TFPF分别对两种数据段进行滤波处理。通过对不同噪声强度下的实测数据进行滤波实验与分析，可知该项新技术较之于小波阈值滤波方法对动液面波的辨识能力更强，无论是对背景噪声的压制还是对有效波的提取都表现出更优越的性能。     

用于地震面波分离的倾角中值滤波法

针对西部地区受近地表低降速带影响、反射地震资料中浅层面波干扰严重和野外采集资料信噪比低的情况,根据面波的特性,基于中值滤波法,提出一种用于地震面波分离的倾角中值滤波法。该方法利用面波的线性特征和反射波的非线性特征对面波分离,达到增强反射波的目的。理论模型和实际资料应用结果表明：该方法能够在叠前有效分离面波,提高资料的信噪比、分辨率,满足浅层高分辨资料处理的需求。     

一种改进的自适应中值滤波方法

非线性滤波方法中中值滤波因其有效的噪声抑制技术,得到广泛应用。针对传统的自适应中值滤波易将高频信号点误分为噪声点,同时容易模糊图像细节的问题,提出一种改进的自适应中值滤波方法。在进行噪声点检测时,引入了最小集合距离测度,有效地避免了将高频信号误判为噪声。实验结果表明,该方法在检测正确率、降噪和保留细节方面都优于改进前的算法。     

一种基于中值滤波和小波变换的图像去噪算法研究

针对同时含有脉冲噪声和高斯噪声的混合含噪图像特点,结合自适应中值滤波和小波变换的阈值滤波的各自优点,提出了一种基于中值滤波和小波变换阈值去噪相结合的图像去噪方法,即先对图像进行自适应中值滤波去除脉冲噪声,然后利用小波变换去除剩余的高斯噪声.实验表明:该方法能在有效去除混合噪声的同时,较好地保持边缘和细节信息.     

多频带消除地滚波的方法

在叠前消除干扰波对地震记录的影响，必须充分考虑干扰波的特征地滚波频率范围低．空间分布也有自己的规律．用快速小波变换对炮集记录信号进行了频带分解，在单频带上利用KL变换联合中值滤波方法提取在时移后的窗口中表现为强能量的面波同相轴，然后合成多频带上的面波、用这种方法从原炮集记录上消除地滚波的影响，使有效波的能量得到最好的保持．所设计的方法已用于实际地震资料的处理，取得了良好的效果。     

广义S变换在转子碰摩故障诊断中的应用

基于广义S变换在处理非平稳信号的独特优势,将广义S变换(GST)引入到转子碰摩故障诊断中,利用广义S变换来提取具有不同的严重程度的转子碰摩故障信号的谐波特征.仿真研究表明:与小波变换和标准S变换相比, GST可以通过改变参数以适应不同信号的分析需要,并且具有更高的时频分辨率.试验结果分析表明:该方法能够有效地揭示出碰摩故障数据的频率结构,区分碰摩故障的严重程度.     

一种改进的中值滤波方法

探讨一种改进的中值滤波法进行VSP资料波场分离。从常规中值滤波的数学原理入手,详细探讨了一种改进的中值滤波法,使其在边界(L-1)/2个采样点的滤波效果与常规的中值滤波结果相同,而在对中间的各样点进行滤波时,将常规的中值滤波结果也参与到滤波过程中。通过对理论数据和2个零偏VSP资料进行波场分离,及对比分析分离后的波场,结果表明,改进的中值滤波相对于传统的中值滤波具有很高的稳健性和适应性。     

基于反褶积广义S变换的地震频谱成像方法研究

当薄互层较发育时,利用地震资料对储层的含油气性进行预测存在较大的困难。因此,发展高精度的时频分析方法并将其应用于储层内的烃类检测具有重要意义。提出了基于反褶积广义S变换的新时频分析方法;该方法将信号的广义S变换谱与窗函数Wigner-Ville分布进行二维反褶积,可得到信号Wigner-Ville分布。通过数值模拟结果可知,该方法与传统的时频分析方法相比,不仅克服了传统时频方法采用固定时窗分析信号的局限,并且具有更高的时频分辨率。三维实际资料处理结果表明,相对于传统时频方法,该方法适用于非平稳的地震信号分析;在薄储层预测方面更具优势,进行烃类检测的可靠性也较高。     

基于希尔伯特变换的改进地震信号谱重排

谱重排最早被称为改进的滑动时窗法,用来提高常规的时频谱分析的分辨率,其基本原理是将原时频谱中每一点的能量进行聚焦重排。由于该算法仅对信号在频率域进行重排,致使其重排过程是不可逆的。为了优化时频重排算法,将原始的谱重排算法与希尔伯特变换相结合,通过对信号求取导数并使用加窗傅里叶变换对理论信号进行再处理得到改进后的处理结果。结果表明,基于希尔伯特变换的改进谱重排算法不仅兼顾了时频谱重排和加窗傅里叶变换的优势,提高了对信号时频变换的分辨率,而且在地震勘探领域具有广泛的应用前景。     

基于同相轴优化追踪的多次波匹配衰减方法

提出基于同相轴优化追踪的多次波匹配衰减方法,首先利用SRME预测得到的多次波记录生成多次波速度谱,然后应用同相轴追踪技术提取多次波同相轴旅行时信息,再通过同相轴优化追踪实现对多次波预测误差的校正,最后应用短时窗的FK滤波对多次波予以压制。该方法仅根据多次波同相轴旅行时信息进行匹配衰减,降低对多次波预测精度的要求,并且能够显著提高多次波压制的精度。理论模型实验与野外资料处理实验结果均表明,该方法的多次波剔除效果明显优于常规的多道维纳滤波方法与抛物线拉冬域蒙版滤波法。     

基于瞬时频率的窗宽递增寻优的短时傅里叶变换

讨论了窗函数在时频分析中的作用,分析了S变换的缺陷,指出了依据分析频率调整窗宽和使用窄窗均严重影响时频分析效果.以短时傅里叶变换为基础,提出了一种窗宽根据信号自身时变特征进行自主调节的时频分析方法,该方法以瞬时频率的变化作为判断信号频谱结构发生变化的依据,通过在瞬时频率变化之前逐次递增窗宽,使窗函数能够覆盖信号中的局部平稳区域的大部甚至全部,从而可对信号中的各局部平稳段得到最佳的时频分辨率.通过对线调频信号、时变信号和含噪声信号的分析和比较可知,本方法可准确描述信号的时间分布特征,并可同时获得最佳的频率分辨率,且对噪声不敏感,具有一定的先进性和实用性.     

基于改进广义S变换的复赛谱时频域反褶积方法

时频域反褶积的关键在于时变子波的提取和时频谱分析,传统的时频域反褶积基于反射系数满足白谱特性的假设,同时受Gabor变换时窗固定性的影响,使反褶积结果缺乏准确性。通过调节改进广义S变换参数,获得衰减地震记录的时频谱,将其变换到复赛谱时频域提取子波时频谱,从而实现复赛谱时频域反褶积。对原有的时频域反褶积算法进行改进,提高算法的稳定性,同时在复赛谱时频域提取子波摆脱反射系数是白谱特性的假设。理论模型论证和实际数据处理结果表明,该方法能够有效地提高地震记录分辨率,并恢复地层对地震波的衰减。     

广义S变换及在地震波形处理中的应用

为解决标准S变换中高斯窗口不能随信号的特点而改变的问题,引入广义S变换方法,推导广义S变换公式,使用Matlab语言编写计算程序,对地震面波和背景噪声数据进行了降噪处理.与去噪前的信号进行比较,研究结果表明:利用广义S变换降噪方法在处理地震波形时能很好地去掉信号中的低频噪声,有效信号更容易分辨出来.广义S变换能根据信号特征改变高斯窗口大小,从而更好反映信号和噪声特征,提高信号降噪的效果.     

基于稀疏自适应S变换的储层流体流度计算

反射地震数据中的低频信息包含了丰富的与流体流度相关的信息,据此可以从中提取相关储层的流体流度属性,从而可以利用地震数据的低频信息识别流体。因此,为了提高分辨率以及工作效率,将稀疏自适应S变换引入储层流体流度的计算,该方法开发了基于稀疏性的窗参数优化,以用于自适应地调控对不同频率分量的窗函数,应用该方法计算时频谱信息并求取流度可得到较高的分辨率和能量聚集性,此外也省去了参数调节的步骤。相较于常规的时频分析方法,该方法在具有较高分辨率的同时,克服了测不准原理对信号可分辨的限制。因其对不同的频率分量都自适应地获取最优窗参数,通过仿真信号,合成楔形记录试算,稀疏自适应S变换有更高的分辨率和能量聚集性。实际地震数据的试验表明,稀疏自适应S变换可有效地求取流体流度,并较常规时频方法所求流度有更高的分辨率。     

基于能量比预处理的FFT窄带滤波方法

分析了有效信号和窄带干扰在频域上的缓变和突变的特点,提出了一种基于能量比预处理的改进FFT窄带滤波方法.利用功率谱信号一个时间窗内的前后能量对比将原低于有效信号的窄带干扰进行放大,为FFT窄带滤波的阈值的确定打下基础.对于超过阈值的窄带干扰信号,在频域处理时采用对有效信号保持原数值、干扰信号进行压缩的处理方法,防止了由于滤波而造成的信号的畸变,达到了保留信号特征的目的.处理结果表明,时间窗取8～10个记录点,阈值系数取0.3～0.4,任何原始信号的信噪比都能取得较好的滤波效果.     

高精度介质损耗角实时在线测量方法

为提高电气设备介质损耗角的测量精度,利用最优相关滤波法提取基波信号,通过短时傅里叶变换（STFT）插值谐波方法,抑制长频谱泄露的影响。仿真结果表明,最优相关滤波法可以克服加性噪声和调制性噪声的影响,在低信噪比情况下,能够有效消除噪声并检测出有用信号,提高STFT加窗谐波分析法的计算精度。系统频率在49.5～50.5 Hz时,该算法仍能保持较高的计算精度,且受频率变化影响较小。该方法能有效提高信号的分辨能力和准确度。