【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油气勘探开发领域，尤其涉及一种同步压缩匹配追踪时频表征方法。
技术介绍
1、时频分析方法是储层勘探和油藏描述的重要工具。它可以将信号从一维时间域转换到二维时频域，为地下地质体的研究提供了更多有价值的信息。时频谱对非平稳信号的处理和解释具有重要意义。短时傅立叶变换(stft)、连续小波变换(cwt)、s变换(st)和wigner-ville分布(wvd)等方法被广泛应用于信号的时频分析。然而，上述常规方法的时频分辨率不足以精确描述非平稳信号的时频变化特征。
2、传统的匹配追踪wigner-ville时频表征方法的时频能量团分布范围较大，能量团聚焦位置模糊，难以准确提取信号时频变化特征。为了解决这些问题，本案提出了一种同步压缩匹配追踪时频表征方法，通过构建一个以时频原子的中心时间和频率为中心的二维高斯函数，将匹配原子的时频能量聚焦于真实的中心时间和频率位置处，其表现为更高的时频能量聚焦性，能够展示更多的时频域反射信息，并通过模型数据和实际资料验证了同步压缩匹配追踪时频表征方法的可行性。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种同步压缩匹配追踪时频表征方法。
2、根据本专利技术的一个方面，提供了一种同步压缩匹配追踪时频表征方法，所述表征方法包括：
3、构建一个以时频原子的中心时间和频率为中心的二维高斯函数；
4、将匹配原子的时频能量聚焦于真实的中心时间和频率位置处，能
5、可选的，所述构建一个以时频原子的中心时间和频率为中心的二维高斯函数具体包括：
6、获取要被分解的信号s，过完备原子库d包括k个原子构成，γ代表原子的控制参数；
7、信号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残差信号r1s两部分组成，即：
8、
9、匹配原子满足下面的公式：
10、
11、式中i是原子的索引号，k是原子库中原子的个数，为內积运算符，为绝对值符号，sup表示上确界。
12、可选的，所述匹配追踪算法具体包括：
13、将信号分解成一系列匹配原子；
14、将各匹配原子的wigner-ville分布进行求和便对原信号的时频能量分布进行表征，则信号的时频振幅谱a(t,f)表示为：
15、
16、其中，代表匹配原子的wigner-ville分布，t代表时间域，f代表频率域，γ代表原子的控制参数，i是原子的索引号，m为匹配原子的个数，ai代表匹配原子的振幅。
17、可选的，所述迭代过程具体包括：
18、将第一次迭代后的残差信号r1s作为一个新的信号；
19、重新搜索原子库找到最佳匹配原子，不断更新残差信号，如此迭代下去；
20、若到第n+1次迭代时，搜索得到的匹配原子为残差信号rns由下式表示：
21、
22、其中rn+1s为第n+1次迭代产生的残差信号；
23、若经过m步迭代分解后，匹配次数达到预设的次数或信号残差能量小于能量阈值，则完成对信号的匹配分解过程；
24、最终用m个匹配原子的线性组合与第m次迭代得到的残差信号rms来表示信号：
25、
26、其中r0s＝s。
27、可选的，所述迭代过程中的整个匹配分解过程遵守能量守恒定律，若不设定迭代次数或能量阈值，则匹配得到的最佳时频原子能无限接近原始信号。
28、可选的，所述将匹配原子的时频能量聚焦于真实的中心时间和频率位置处具体包括：
29、时频原子的能量分布具有有限支撑的特点，将时频原子的时域波形在频率方向按照振幅谱大小扩展，时频原子的时频分布tfrg(t,f)表示为：
30、
31、其中，为原子gγ(t)的傅里叶变换，t代表时间域，f代表频率域。
32、可选的，所述将时频原子的时域波形在频率方向按照振幅谱大小扩展之后还包括：
33、考虑到雷克子波的波形与实际地震子波更相近，选择构建雷克子波库对信号进行分解，已知雷克子波ψ的时域表达式为：
34、
35、以及雷克子波的频率域表达式为：
36、
37、其中，ξ为雷克子波的峰值频率，将式7和式8带入式6中，得到雷克子波的时频分布tfrψ(t,f)为：
38、
39、从上式看出，各时频原子的波形和振幅谱分别控制了在时频分布中时域和频域的能量分布范围。
40、可选的，所述二维高斯函数的构建方法具体包括：
41、某次迭代搜索得到的最佳匹配原子的中心时间和频率参数分别用u和ζ表示，则相应构建的二维高斯函数表示为：
42、
43、其中，δt和δf分别为时间和频率间隔，通过压缩后匹配原子的时频表征ssttfrψ(t,f)表示为：
44、
45、可选的，所述表征方法还包括：验证同步压缩匹配追踪时频表征方法的可行性。
46、可选的，所述验证同步压缩匹配追踪时频表征方法的可行性具体包括：
47、获取模型数据和实际资料；
48、根据所述模型数据和所述实际资料，验证同步压缩匹配追踪时频表征方法的可行性。
49、本专利技术提供的一种同步压缩匹配追踪时频表征方法，所述表征方法包括：构建一个以时频原子的中心时间和频率为中心的二维高斯函数；将匹配原子的时频能量聚焦于真实的中心时间和频率位置处，能够展示时频域反射信息。提高谱分解结果的时频分辨率。
50、上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
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1.一种同步压缩匹配追踪时频表征方法，其特征在于，所述表征方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种同步压缩匹配追踪时频表征方法，其特征在于，所述构建一个以时频原子的中心时间和频率为中心的二维高斯函数具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种同步压缩匹配追踪时频表征方法，其特征在于，所述匹配追踪算法具体包括：
4.根据权利要求2所述的一种同步压缩匹配追踪时频表征方法，其特征在于，所述迭代过程具体包括：
5.根据权利要求1所述的一种同步压缩匹配追踪时频表征方法，其特征在于，所述迭代过程中的整个匹配分解过程遵守能量守恒定律，若不设定迭代次数或能量阈值，则匹配得到的最佳时频原子能无限接近原始信号。
6.根据权利要求1所述的一种同步压缩匹配追踪时频表征方法，其特征在于，所述将匹配原子的时频能量聚焦于真实的中心时间和频率位置处具体包括：
7.根据权利要求6所述的一种同步压缩匹配追踪时频表征方法，其特征在于，所述将时频原子的时域波形在频率方向按照振幅谱大小扩展之后还包括：
8.根据权利要求1所述的一种同步压缩匹配
9.根据权利要求1所述的一种同步压缩匹配追踪时频表征方法，其特征在于，所述表征方法还包括：验证同步压缩匹配追踪时频表征方法的可行性。
10.根据权利要求9所述的一种同步压缩匹配追踪时频表征方法，其特征在于，所述验证同步压缩匹配追踪时频表征方法的可行性具体包括：
...【技术特征摘要】
1.一种同步压缩匹配追踪时频表征方法，其特征在于，所述表征方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种同步压缩匹配追踪时频表征方法，其特征在于，所述构建一个以时频原子的中心时间和频率为中心的二维高斯函数具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种同步压缩匹配追踪时频表征方法，其特征在于，所述匹配追踪算法具体包括：
4.根据权利要求2所述的一种同步压缩匹配追踪时频表征方法，其特征在于，所述迭代过程具体包括：
5.根据权利要求1所述的一种同步压缩匹配追踪时频表征方法，其特征在于，所述迭代过程中的整个匹配分解过程遵守能量守恒定律，若不设定迭代次数或能量阈值，则匹配得到的最佳时频原子能无限接近原始信号。
6.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：张云银，冯德永，韩宏伟，李红梅，朱剑兵，王树刚，王红，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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