[发明专利]一种基于高精度时频瞬时相位的地震数据时频谱处理方法

说明书

本发明公开了一种基于高精度时频瞬时相位的地震数据时频谱处理方法，包括以下步骤：S1.采集记录待处理的地震原始数据；S2.对地震原始数据进行时频分析，得到地震原始数据的时频谱；S3.计算时频瞬时相位和高精度时频瞬时相位；S4.通过高精度时频瞬时相位计算高精度瞬时频率；S5.计算高精度时频瞬时相位的同步挤压变换结果。本发明通过时频分析得到地震数据的时频谱，计算出时频瞬时相位和高精度时频瞬时相位，然后通过高精度时频瞬时相位计算高精度瞬时频率，进而得到高精度和高分辨率的挤压时频谱，能够获得高精度和高分辨率的同步挤压变换效果，对于地震数据的处理具有良好的稳定性和较高的精度。

技术领域

本发明属于地震资料数字处理领域，特别是涉及一种基于高精度时频瞬时相位的地震数据时频谱处理方法。

背景技术

同步挤压变换具有很好的时频分辨率，已经被广泛应用于数字信号处理的各个方面。同步挤压变换能够将非线性和非平稳信号分解为一系列的固有模态函数，其中，固有模态函数可被认为是一系列有着准确数学定义的近似简谐波成分的组合。

目前用于获取地震信号属性提取的方法有短时傅里叶变换(STFT)、S变换，广义S变换，小波变换，改进的短时傅里叶变换和同步挤压变换(SST)。SST变换能够沿着频率方向对时频谱进行挤压实现时频谱重排，使得时频能量聚焦到信号的真实瞬时频率，提高了时频谱的时频分辨率。因此，同步挤压变换更适合非线性和非平稳信号的分析和处理。

但是，基于时频瞬时振幅的同步挤压变换受到时间采样间隔的影响，若时间采样间隔过大，得到不正确的挤压时频谱；基于时频瞬时相位的同步挤压变换受到相位的周期跳跃的影响，降低挤压时频谱的精度，这些将影响后续的地震资料处理与解释。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于高精度时频瞬时相位的地震数据时频谱处理方法，能够得到高精度和高分辨率的挤压时频谱，提高了地震数据的处理的稳定性和精度。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于高精度时频瞬时相位的地震数据时频谱处理方法，包括以下步骤：

S1.采集记录待处理的地震原始数据；

S2.对地震原始数据进行时频分析，得到地震原始数据的时频谱G(t,f)；

S3.计算时频瞬时相位θ(t,f)和高精度时频瞬时相位θ_h(t,f)；

S4.通过高精度时频瞬时相位θ_h(t,f)计算高精度瞬时频率V_h(t,f)；

S5.计算高精度时频瞬时相位的同步挤压变换结果S_h(t,v)。

优选地，上述步骤给出的方法是对于单条地震原始数据的处理方法，在存在多条待处理的地震原始数据时，按照步骤S1～S5分别对每一条地震原始数据进行处理即可。

其中，所述步骤S2包括以下子步骤：

S201.对地震原始数据(包括地震数据中的地震信号)进行解析，得到地震原始数据的解析信号z(t)；对地震原始数据的解析方法为Hilbert变换；即通过Hilbert变换将地震信号变换为对应的解析信号；

S202.对地震原始数据的解析信号z(t)进行改进的短时傅里叶变换，得到地震原始数据的时频谱G(t,f)，改进的短时傅里叶变换表示为：

其中，t表示时间；f表示频率；τ是时移量；p(t)表示时窗函数；

所述步骤S3包括以下子步骤：

S301.计算时频瞬时相位θ(t,f)；