【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域，尤其涉及一種同步壓縮匹配追蹤時頻表征方法。
技術(shù)介紹
1、時頻分析方法是儲層勘探和油藏描述的重要工具。它可以將信號從一維時間域轉(zhuǎn)換到二維時頻域，為地下地質(zhì)體的研究提供了更多有價值的信息。時頻譜對非平穩(wěn)信號的處理和解釋具有重要意義。短時傅立葉變換(stft)、連續(xù)小波變換(cwt)、s變換(st)和wigner-ville分布(wvd)等方法被廣泛應(yīng)用于信號的時頻分析。然而，上述常規(guī)方法的時頻分辨率不足以精確描述非平穩(wěn)信號的時頻變化特征。
2、傳統(tǒng)的匹配追蹤wigner-ville時頻表征方法的時頻能量團(tuán)分布范圍較大，能量團(tuán)聚焦位置模糊，難以準(zhǔn)確提取信號時頻變化特征。為了解決這些問題，本案提出了一種同步壓縮匹配追蹤時頻表征方法，通過構(gòu)建一個以時頻原子的中心時間和頻率為中心的二維高斯函數(shù)，將匹配原子的時頻能量聚焦于真實的中心時間和頻率位置處，其表現(xiàn)為更高的時頻能量聚焦性，能夠展示更多的時頻域反射信息，并通過模型數(shù)據(jù)和實際資料驗證了同步壓縮匹配追蹤時頻表征方法的可行性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、鑒于上述問題，提出了本專利技術(shù)以便提供克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種同步壓縮匹配追蹤時頻表征方法。
2、根據(jù)本專利技術(shù)的一個方面，提供了一種同步壓縮匹配追蹤時頻表征方法，所述表征方法包括：
3、構(gòu)建一個以時頻原子的中心時間和頻率為中心的二維高斯函數(shù)；
4、將匹配原子的時頻能量聚焦于真實的中心時間和頻率位置處，能
5、可選的，所述構(gòu)建一個以時頻原子的中心時間和頻率為中心的二維高斯函數(shù)具體包括：
6、獲取要被分解的信號s，過完備原子庫d包括k個原子構(gòu)成，γ代表原子的控制參數(shù)；
7、信號s由第一次迭代搜索得到的匹配原子的投影分量和第一次迭代得到的殘差信號r1s兩部分組成，即：
8、
9、匹配原子滿足下面的公式：
10、
11、式中i是原子的索引號，k是原子庫中原子的個數(shù)，為內(nèi)積運算符，為絕對值符號，sup表示上確界。
12、可選的，所述匹配追蹤算法具體包括：
13、將信號分解成一系列匹配原子；
14、將各匹配原子的wigner-ville分布進(jìn)行求和便對原信號的時頻能量分布進(jìn)行表征，則信號的時頻振幅譜a(t,f)表示為：
15、
16、其中，代表匹配原子的wigner-ville分布，t代表時間域，f代表頻率域，γ代表原子的控制參數(shù)，i是原子的索引號，m為匹配原子的個數(shù)，ai代表匹配原子的振幅。
17、可選的，所述迭代過程具體包括：
18、將第一次迭代后的殘差信號r1s作為一個新的信號；
19、重新搜索原子庫找到最佳匹配原子，不斷更新殘差信號，如此迭代下去；
20、若到第n+1次迭代時，搜索得到的匹配原子為殘差信號rns由下式表示：
21、
22、其中rn+1s為第n+1次迭代產(chǎn)生的殘差信號；
23、若經(jīng)過m步迭代分解后，匹配次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)的次數(shù)或信號殘差能量小于能量閾值，則完成對信號的匹配分解過程；
24、最終用m個匹配原子的線性組合與第m次迭代得到的殘差信號rms來表示信號：
25、
26、其中r0s＝s。
27、可選的，所述迭代過程中的整個匹配分解過程遵守能量守恒定律，若不設(shè)定迭代次數(shù)或能量閾值，則匹配得到的最佳時頻原子能無限接近原始信號。
28、可選的，所述將匹配原子的時頻能量聚焦于真實的中心時間和頻率位置處具體包括：
29、時頻原子的能量分布具有有限支撐的特點，將時頻原子的時域波形在頻率方向按照振幅譜大小擴展，時頻原子的時頻分布tfrg(t,f)表示為：
30、
31、其中，為原子gγ(t)的傅里葉變換，t代表時間域，f代表頻率域。
32、可選的，所述將時頻原子的時域波形在頻率方向按照振幅譜大小擴展之后還包括：
33、考慮到雷克子波的波形與實際地震子波更相近，選擇構(gòu)建雷克子波庫對信號進(jìn)行分解，已知雷克子波ψ的時域表達(dá)式為：
34、
35、以及雷克子波的頻率域表達(dá)式為：
36、
37、其中，ξ為雷克子波的峰值頻率，將式7和式8帶入式6中，得到雷克子波的時頻分布tfrψ(t,f)為：
38、
39、從上式看出，各時頻原子的波形和振幅譜分別控制了在時頻分布中時域和頻域的能量分布范圍。
40、可選的，所述二維高斯函數(shù)的構(gòu)建方法具體包括：
41、某次迭代搜索得到的最佳匹配原子的中心時間和頻率參數(shù)分別用u和ζ表示，則相應(yīng)構(gòu)建的二維高斯函數(shù)表示為：
42、
43、其中，δt和δf分別為時間和頻率間隔，通過壓縮后匹配原子的時頻表征ssttfrψ(t,f)表示為：
44、
45、可選的，所述表征方法還包括：驗證同步壓縮匹配追蹤時頻表征方法的可行性。
46、可選的，所述驗證同步壓縮匹配追蹤時頻表征方法的可行性具體包括：
47、獲取模型數(shù)據(jù)和實際資料；
48、根據(jù)所述模型數(shù)據(jù)和所述實際資料，驗證同步壓縮匹配追蹤時頻表征方法的可行性。
49、本專利技術(shù)提供的一種同步壓縮匹配追蹤時頻表征方法，所述表征方法包括：構(gòu)建一個以時頻原子的中心時間和頻率為中心的二維高斯函數(shù)；將匹配原子的時頻能量聚焦于真實的中心時間和頻率位置處，能夠展示時頻域反射信息。提高譜分解結(jié)果的時頻分辨率。
50、上述說明僅是本專利技術(shù)技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本專利技術(shù)的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本專利技術(shù)的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉本專利技術(shù)的具體實施方式。
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1.一種同步壓縮匹配追蹤時頻表征方法，其特征在于，所述表征方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同步壓縮匹配追蹤時頻表征方法，其特征在于，所述構(gòu)建一個以時頻原子的中心時間和頻率為中心的二維高斯函數(shù)具體包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同步壓縮匹配追蹤時頻表征方法，其特征在于，所述匹配追蹤算法具體包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種同步壓縮匹配追蹤時頻表征方法，其特征在于，所述迭代過程具體包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同步壓縮匹配追蹤時頻表征方法，其特征在于，所述迭代過程中的整個匹配分解過程遵守能量守恒定律，若不設(shè)定迭代次數(shù)或能量閾值，則匹配得到的最佳時頻原子能無限接近原始信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同步壓縮匹配追蹤時頻表征方法，其特征在于，所述將匹配原子的時頻能量聚焦于真實的中心時間和頻率位置處具體包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種同步壓縮匹配追蹤時頻表征方法，其特征在于，所述將時頻原子的時域波形在頻率方向按照振幅譜大小擴展之后還包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同步壓縮匹配
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同步壓縮匹配追蹤時頻表征方法，其特征在于，所述表征方法還包括：驗證同步壓縮匹配追蹤時頻表征方法的可行性。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種同步壓縮匹配追蹤時頻表征方法，其特征在于，所述驗證同步壓縮匹配追蹤時頻表征方法的可行性具體包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種同步壓縮匹配追蹤時頻表征方法，其特征在于，所述表征方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同步壓縮匹配追蹤時頻表征方法，其特征在于，所述構(gòu)建一個以時頻原子的中心時間和頻率為中心的二維高斯函數(shù)具體包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同步壓縮匹配追蹤時頻表征方法，其特征在于，所述匹配追蹤算法具體包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種同步壓縮匹配追蹤時頻表征方法，其特征在于，所述迭代過程具體包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同步壓縮匹配追蹤時頻表征方法，其特征在于，所述迭代過程中的整個匹配分解過程遵守能量守恒定律，若不設(shè)定迭代次數(shù)或能量閾值，則匹配得到的最佳時頻原子能無限接近原始信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張云銀，馮德永，韓宏偉，李紅梅，朱劍兵，王樹剛，王紅，
申請(專利權(quán))人：中國石油化工股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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