摘要
地震波属于非平稳信号,传统的傅立叶变换因缺乏信号局域性的信息而无法对非平衡信号进行全面描述。对此时频分析是有力的分析工具。本文简介了短时傅立叶变换(STFT)、S变换、CWD分布、ZAM分布四种时频分析方法,通过对算例及实际地震信号的分析,总结出这四种时频分析方法在分辨地震波中的应用效果及优缺点。
Seismic wave is a non-stationary signal,which can not be analyzed comprehensively by classical Fourier transform because of the lack of local information.To non-stationary signal,time-frequency analysis is a powerful analysis tool.In this article,the short time Fourier transform,S transform,Choi-Williams distribution and Zhao-Atlas-Mark distribution are introduced briefly.Their application results and merits & demerits in distinguishing seismic waves are summarized by using the four methods to numerical examples and real seismic signals.
引文
[1]L科恩(美).时频分析-理论与应用[M].西安:西安交通大学出版社,1998.
[2]Gabor D.Theory of communication[J].Journal of the IEEE,1946,93:488-497.
[3]Ville J.Theorie et application de la notion de signal analytique[J].Cables et transmissions,1948,2A:61-74.
[4]Cohen L.Generalized phase-space distribution functions[J].Jour.Math.Phys.,1966,7:781-786.
[5]R Stockwell,L Mansinha,R Lowe.Localization of the Com-plex Spectrum:The S Transform[J].IEEE Trans.on SignalProcess,1996,44(4):998-1001.
[6]许康生.地震信号的时频分析[J].西北地震学报,2000,22(4):479-482.
[7]刘希强,周惠兰,李红.基于小波包变换的地震数据时频分析方法[J].西北地震学报,2000,22(2):143-146.
[8]刘希强,沈萍,山长仑,等.数字化地震波形资料的时频分析方法及应用[J].西北地震学报,2004,26(2):118-125.
[9]熊晓军,贺振华,黄德济,等.广义S变换在地震高分辨处理中的应用[J].勘探地球物理进展,2006,29(6):415-418.
[10]陈学华,贺振华.改进的S变换及在地震信号处理中的应用[J].数据采集与处理,2005,20(4):449-453.
[11]严锋,靳平,范广超.地震台阵上信号方位角和慢度的时、频域估计方法比较[J].西北地震学报,2006,28(4):227-230.
[12]赵淑红.时频分析方法及其在地震数据处理中的应用[D].西安:长安大学,2006.
[13]张建,沈民奋,宋骥.三种时频分析方法在心音信号分析中的应用[J].汕头大学学报(自然科学版),2003,18(2):62-69.
[14]王红萍.非平稳信号时频分析方法性能研究[D].南京:南京航空航天大学,2008.
[15]张晔.信号时频分析及应用[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2006.