一种基于非线性挤压S时频变换的弱信号检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于非线性挤压S时频变换的弱信号检测方法，包括：1)计算信号的S变换；2)对上面得到的系数进行阈值处理；3)进行同步挤压操作；4)弱信号检测。该方法从常规的S变换出发，将得到小于阈值的系数进行筛选，然后进行同步挤压操作，得到分辨率更高的时频表示。对于能量比较弱的信号的检测，我们利用提出的非线性挤压S时频变换，就可以在时频域比较清晰地显示出所有的有效信号成分。该技术方案易于实现，可操作性强。

A weak signal detection method based on S time-frequency transformation of nonlinear extrusion

The invention discloses a weak signal detection method based on nonlinear extrusion S time-frequency transformation, which includes: 1) calculate the S transformation of the signal; 2) thresholds the above coefficients; 3) perform synchronous extrusion operation; 4) detect weak signals. Based on the conventional S transform, this method filters the coefficients which are less than the threshold, and then performs the synchronous extrusion operation to get the time-frequency representation with higher resolution. For the detection of weak energy signals, we can clearly show all effective signal components in time and frequency domain by using the nonlinear extrusion S time-frequency transformation. The technical scheme is easy to be realized and has strong operability.

【技术实现步骤摘要】
一种基于非线性挤压S时频变换的弱信号检测方法
本专利技术属于地球物理勘探
，涉及一种信号检测方法，尤其是一种基于非线性挤压S时频变换的弱信号检测方法。
技术介绍
弱信号检测与识别是地震勘探及其它工程的一项重要任务。已有学者针对有效弱信号的检测进行了理论和应用研究。目前较常用的方法主要包括小波变换、曲波变换、SVD方法等，每种方法都存在局限性。传统的傅立叶变换虽然能提高信噪比，但是对于非平稳信号特点的信号来说效果不佳；小波阈值方法能够压制大部分的随机噪声，但是缺乏对有效信号的保护，弱信号检测效果较差；曲波阈值方法能够有效的检测出弱信号，但是处理结果中往往含有部分“伪影”，影响了剖面的质量。以傅立叶为基础的谱分解技术是将时频分解算法用到地震剖面得到频率信息的新方法，此方法在2013，基于薄层反射在频率域具有特定频率谱响应的概念提出的。谱分解对于分辨识别弱信号方面具有很好的效果，通过对地震叠加剖面做谱分解可以显示出细微事件和异常点，相比于传统的地震处理技术可提供更好的分辨率。只要原始地震数据中的频谱范围足够宽，频谱分解就能提供相当高的分辨率。在谱分解过程中，它的关键在于地震信号时窗函本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于非线性挤压S时频变换的弱信号检测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)计算信号s(t)的S变换首先利用S变换的公式对信号s(t)进行计算，得到系数STs(τ,f)，τ表示时间变量，f表示频率变量；2)对步骤1)得到的系数STs(τ,f)进行阈值去噪选择阈值γ，保留绝对值大于阈值的系数，将绝对值小于阈值的系数去除掉；3)进行同步挤压操作在有效信号的频带范围内，对阈值处理后的系数进行同步挤压变换，从而得到同步挤压S变换的系数，其表达式为：

【技术特征摘要】
1.一种基于非线性挤压S时频变换的弱信号检测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)计算信号s(t)的S变换首先利用S变换的公式对信号s(t)进行计算，得到系数STs(τ,f)，τ表示时间变量，f表示频率变量；2)对步骤1)得到的系数STs(τ,f)进行阈值去噪选择阈值γ，保留绝对值大于阈值的系数，将绝对值小于阈值的系数去除掉；3)进行同步挤压操作在有效信号的频带范围内，对阈值处理后的系数进行同步挤压变换，从而得到同步挤压S变换的系数，其表达式为：式中，ωs(τ,f)是瞬时频率估计；4)进行弱信号检测用NSTFT来进行对弱信号的检测，所述NSTFT为非线性挤压S时频变换，以函数Qs(τ,f)表达，所述函数Qs(τ,f)的表达式为：得到NSTFT与瞬时频率估计值ωs(τ,f)的关系式为：2.根据权利要求1所述的基于非线性挤压S时频变换的弱信号检测方法，其特征在于，步骤1)中，计算信号s(t)的S变换具体为：信号s(t)∈L2(R)的S变换表示如下式：

【专利技术属性】
技术研发人员：高静怀，李振，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61