[發明專利]生成高精度時頻譜的精準S變換方法

有效

• 申請號: 202010445275.1
• 申請日: 2020-05-24
• 公開（公告）號: CN111474582B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 王仰華
• 申請（專利權）人: 王仰華
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 韓富強

1.一種生成高精度時頻譜的精準S變換方法，其特征在于使頻譜局部聚焦化，使頻譜能量重心對應于地震主頻位置；精準S變換通過構建一個頻率加權的高斯窗函數，使頻譜能量的重心與地震波形的主頻相對應，頻率權重隨頻率與主頻差值的增大而逐漸增大。

2.根據權利要求1所述生成高精度時頻譜的精準S變換方法，其特征在于實現步驟是：(1)對地震數據逐道計算地震道的解析信號道；(2)對地震數據逐道計算穩定化時變瞬時頻率；(3)實施高斯平滑濾波估算時變+空變的地震主頻；(4)對地震數據逐道計算精準S變換生成高精度地震時頻譜。

3.根據權利要求2所述生成高精度時頻譜的精準S變換方法，其特征在于所述步驟(1)對地震數據逐道計算地震道的解析信號道；地震道的解析信號道為復數道，實部是原始地震道x(t)，而虛部則是原始地震道的希爾伯特變換道y(t)＝H[x(t)]；所述步驟(2)對地震數據逐道計算穩定化瞬時頻率；每道計算分為兩步實現；第一步對步驟(1)中解析信號道的實部x(t)和虛部y(t)分別求導數，得到x′(t)和y′(t)。

4.根據權利要求3所述生成高精度時頻譜的精準S變換方法，其特征在于第二步計算穩定化的瞬時頻率：

式中?²為穩定化因子,設置為?²＝0.05·max[x²(t)+y²(t)]。

5.根據權利要求2所述生成高精度時頻譜的精準S變換方法，其特征在于所述步驟(3)實現高斯平滑濾波估算時變+空變的地震主頻；分為兩步實現；第一步對所有道的穩定化瞬時頻率f_in(t)進行加權，設置權重為1.5-2.0，得到時變+空變的加權頻率模型這里t是時間變量，k是空間變量；第二步對加權頻率模型進行二維高斯平滑濾波，從而得到估算的時變+空變的地震主頻f₀(t,k)。

6.根據權利要求5所述生成高精度時頻譜的精準S變換方法，其特征在于上述步驟(3)中二維高斯平滑濾波，沿t方向沿k方向分別實現一維平滑濾波；一維五點平滑濾波器設置為g(t)＝﹛0.059,0.242,0.398,0.242,0.059﹜。

7.根據權利要求2所述生成高精度時頻譜的精準S變換方法，其特征在于所述步驟(4)對地震數據逐道計算精準S變換生成高精度地震時頻譜；精準S變換，表述如下：

其中x(t)為非平穩信號，t為時間，f為頻率，f₀(t)是地震主頻，δ是標量因子，τ為時間積分變量。

8.根據權利要求7所述生成高精度時頻譜的精準S變換方法，其特征在于上述步驟(4)中提出的精準S變換，依據滑動時窗傅里葉變換實現：

其中w(t)為窗函數,f為頻率,τ為時間積分變量。

9.根據權利要求2所述生成高精度時頻譜的精準S變換方法，其特征在于設置高斯窗口函數的窗寬參數σ為

這里δ是標量因子，f₀(t)≠0是波形的主頻；高斯窗函數表示為：

這里f為頻率，t為時間，τ為時間積分變量。