基于改进匹配追踪算法的化爆地震波信号时频特征提取

钟明寿 周辉 刘影 龙源 郭涛

钟明寿, 周辉, 刘影, 龙源, 郭涛. 基于改进匹配追踪算法的化爆地震波信号时频特征提取[J]. 爆炸与冲击, 2017, 37(6): 931-938. doi: 10.11883/1001-1455(2017)06-0931-08
引用本文: 钟明寿, 周辉, 刘影, 龙源, 郭涛. 基于改进匹配追踪算法的化爆地震波信号时频特征提取[J]. 爆炸与冲击, 2017, 37(6): 931-938. doi: 10.11883/1001-1455(2017)06-0931-08
Zhong Mingshou, Zhou Hui, Liu Ying, Long Yuan, Guo Tao. Time-frequency analysis of explosion seismic signal based on improved matching pursuit[J]. Explosion And Shock Waves, 2017, 37(6): 931-938. doi: 10.11883/1001-1455(2017)06-0931-08
Citation: Zhong Mingshou, Zhou Hui, Liu Ying, Long Yuan, Guo Tao. Time-frequency analysis of explosion seismic signal based on improved matching pursuit[J]. Explosion And Shock Waves, 2017, 37(6): 931-938. doi: 10.11883/1001-1455(2017)06-0931-08

基于改进匹配追踪算法的化爆地震波信号时频特征提取

doi: 10.11883/1001-1455(2017)06-0931-08
基金项目: 

国家自然科学基金项目 51304218

国家自然科学基金项目 51508569

江苏省自然科学基金面上项目 BK20151449

详细信息
    作者简介:

    钟明寿(1983—),男,博士, 讲师; 通信作者:周辉, 495994500@qq.com

  • 中图分类号: O389

Time-frequency analysis of explosion seismic signal based on improved matching pursuit

  • 摘要: 通过化爆地震波信号的时频分析可以获取丰富的地下岩层信息,为进一步的化爆地震波特性研究提供支撑。本文中利用爆炸地震波信号的非平稳随机特性,提出一种改进的匹配追踪算法(matching pursuits),该方法能更有效地获取化爆地震波信号的时频信息。该算法首先对地震波信号进行Hibert变换,将其转换成复数信号,获得爆炸地震波信号瞬时频率相位参数,再进行子波分解,从而显著提高了匹配追踪算法的运算速率;用分解后的信号计算其魏格纳威利分布(Wigner Ville distribution),有效地消除了交叉干扰项的影响。将该方法用于实测地震波信号的时频分析,获得了分辨率较高的时频分布图,且运算速率大大提高。
  • 图  1  给定函数波形图

    Figure  1.  Waveforms of the given function

    图  2  两种方法差值比较图

    Figure  2.  Residuals comparison chart of two different methods

    图  3  调制信号时程曲线

    Figure  3.  Time travel curve of modulating signal

    图  4  调制信号时频图

    Figure  4.  Time-frequency of modulating signal

    图  5  合成信号图

    Figure  5.  Synthesized signal

    图  6  合成信号时频分布

    Figure  6.  Time-frequency of synthesized signal

    图  7  带Gabor原子的合成信号时频分布图

    Figure  7.  Time-frequency of synthesized signal with Gabor atoms

    图  8  地震波现场监测

    Figure  8.  Experimental field of seismic wave

    图  9  地震勘探实测信号

    Figure  9.  Actual seismic signal

    图  10  匹配追踪分解效果图

    Figure  10.  Decomposition results of matching pursuits

    图  11  爆炸地震波信号时频分布

    Figure  11.  Time-frequency distribution of seismic signals

    图  12  各起爆点化爆地震波WVD时频分布

    Figure  12.  Wigner-Ville distribution of seismic wave with different initiation point

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出版历程
  • 收稿日期:  2016-04-15
  • 修回日期:  2016-07-27
  • 刊出日期:  2017-11-25

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