[發明專利]一種基于重排ST的低信噪比微震事件辨識方法有效
| 申請號： | 201711067988.3 | 申請日： | 2017-11-03 |
| 公開（公告）號： | CN107944469B | 公開（公告）日： | 2021-12-21 |
| 發明（設計）人： | 張法全;王海飛;肖海林;毛學港;王國富;葉金才;賈小波;王小紅 | 申請（專利權）人： | 桂林電子科技大學 |
| 主分類號： | G06K9/62 | 分類號： | G06K9/62;G06K9/00 |
| 代理公司： | 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112 | 代理人： | 周雯 |
| 地址： | 541004 廣*** | 國省代碼： | 廣西;45 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 重排 st 低信噪 事件 辨識 方法 | ||
1.一種基于重排ST的低信噪比微震事件辨別方法，其特征在于，具體包括如下步驟：
1)采用三向微震監測設備24h不間斷的拾取三通道的微震信號x(t)；
2)對步驟1)拾取到的微震信號x(t)做S變換(ST)，具體是：
上述公式(1)式中，f為采樣頻率，t為采樣時刻，b為時間位移參數，i為虛數單位；
3)推導S變換的瞬時頻率，在公式(1)中添加e-i2πf(t-b)因子改寫成傅里變換的形式：
4)對步驟3)中的公式(2)進行移位變換，得到傅里葉變換形式如下：
5)令公式(3)可表示為：
上述公式(4)中，為ψ(t)的復共軛；
6)根據帕塞瓦爾能量恒等定理以及傅里葉變換性質中關于尺度變換和平移的規則，公式(4)變為：
上述公式(5)中，是信號x(t)的fourier變換，表示ψ(t)的fourier變換的復共軛；
7)對S變換的時頻譜求導，即對公式(5)求導，得到微震信號x(t)的瞬時頻率，推導過程如下：
則信號的瞬時頻率為：
8)對由公式(2)得到的時頻譜在頻率方向上進行重排，將中心頻率f附近的頻譜擠壓到這一點的能量分布中心f′處，以得到的時頻譜矩陣為微震信號的特征矩陣；
9)構造分類器，對微震信號進行分類，分類器的最優分類面為：
其中w和b分別為最優分類面的權向量和偏差；ζi為松弛變量，ζi≥0；C為懲罰系數，
φ(xi)由式(9)可得到：
上述公式(9)中，r為控制高斯核寬度的參數，采用網格搜索算法確定聯合參數c和r；
10)分別選取微震信號的1-100組數據作為模式識別的訓練組，101-200組數據作為預測組，以重排S變換的時頻譜作為模式識別的特征向量，微震信號的類別作為輸出向量；
經過上述步驟，提取到精確的信號特征，其中巖石破裂信號、爆破信號及其他噪聲的分類正確率達到98％。
2.根據權利要求1所述的一種基于重排ST的低信噪比微震事件辨別方法，其特征在于，步驟8)中，所述的重排的方法為：它將譜圖在任何點(t，f)處 計算的值轉換到(t，f)的能量分布的重心處，其中
經過重排的時頻譜得到的譜圖在任何點(t′，f′)處的值等于重排到這一點的所有譜圖值的和，即重排時頻譜為：
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