1.一種頻率域的子波分解方法,其特征在于,包括:
初始參數(shù)確定步驟,由地震信號x(t)確定初始時移un、初始相位φn和初始頻率fn,并獲得振幅譜的實部XRe(ω)和虛部XIm(ω),搜索地震信號的初始尺度σn;
局部優(yōu)化步驟,根據(jù)初始時移un、初始相位φn、初始頻率fn和初始尺度σn設(shè)定局部搜索范圍,在局部搜索范圍之內(nèi)尋找局部最優(yōu)的控制參數(shù)r'n={u'n,σ'n,f'n,φ'n},其中,σ'n為局部最優(yōu)尺度,u'n為局部最優(yōu)時移,φ'n為局部最優(yōu)相位,f'n為局部最優(yōu)頻率;
子波形態(tài)確定步驟,由局部最優(yōu)的控制參數(shù)r'n={u'n,σ'n,f'n,φ'n}獲得子波振幅an,進而確定子波形態(tài)信號m(t);
殘差確定步驟,將地震信號x(t)和子波形態(tài)信號m(t)的差值做為地震信號殘差x’(t);
循環(huán)迭代步驟,以地震信號殘差x’(t)代替地震信號x(t),循環(huán)執(zhí)行初始參數(shù)確定步驟、局部優(yōu)化步驟、子波形態(tài)確定步驟和殘差確定步驟獲得其他子波。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,初始時移un為地震信號x(t)的瞬時振幅最大值對應的時間,初始相位φn為該時間對應的瞬時相位,初始頻率fn為該時間對應的瞬時頻率。
3.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,在搜索地震信號的初始尺度σn的步驟中,
將初始時移un、初始相位φn和初始頻率fn設(shè)定為固定數(shù)值;
選擇實部的初始尺度σn-Re,使得根據(jù)實部的初始尺度σn-Re得到的子波振幅譜的實部MRe(ω)與地震信號振幅譜的實部XRe(ω)的匹配程度最高;
選擇虛部的初始尺度σn-Im,使得根據(jù)虛部的初始尺度σn-Im得到的子波振幅譜的虛部MIm(ω)與地震信號振幅譜的虛部XIm(ω)的匹配程度最高;
為實部的初始尺度σn-Re和虛部的初始尺度σn-Im分別賦予權(quán)重并進行求和,確定初始尺度σn。
4.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,在局部優(yōu)化步驟中,
先設(shè)定時間偏移量△u、尺度偏移量△σ、頻率偏移量△f、相位偏移量△φ,確定局部搜索范圍為[rn-△r,rn+△r],其中rn={un,σn,fn,φn}, △r=(△u,△σ,△f,△φ);
再在局部搜索范圍內(nèi),選擇實部的控制參數(shù)u'n-Re,σ'n-Re,f'n-Re,φ'n-Re,使得根據(jù)實部的控制參數(shù)得到的子波振幅譜的實部MRe(ω)與地震信號的實部XRe(ω)的匹配程度最高;以及
在局部搜索范圍內(nèi),選擇虛部的控制參數(shù)u'n-Im,σ'n-Im,f'n-Im,φ'n-Im,使得根據(jù)虛部的控制參數(shù)得到的子波振幅譜的虛部MIm(ω)與地震信號的虛部XIm(ω)的匹配程度最高;
為實部和虛部的控制參數(shù)分別賦予權(quán)重并進行求和,確定局部最優(yōu)的控制參數(shù)r'n={u'n,σ'n,f'n,φ'n}。
5.如權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,在所述局部最優(yōu)的控制參數(shù)中,
局部最優(yōu)時移u'n=αu'n-Re+(1-α)u'n-Im;
局部最優(yōu)尺度σ'n=βσ'n-Re+(1-β)σ'n-Im;
局部最優(yōu)頻率f'n=γf'n-Re+(1-γ)f'n-Im;
局部最優(yōu)相位φ'n=δφ'n-Re+(1-δ)φ'n-Im;
其中,權(quán)重參數(shù)α,β,γ,δ的取值范圍均為(0,1)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,在獲得子波振幅an的步驟中,
根據(jù)局部最優(yōu)的控制參數(shù)r'n={u'n,σ'n,f'n,φ'n}分別計算實部的子波振幅an-Re和虛部的子波振幅an-Im;
為實部的子波振幅an-Re和虛部的子波振幅an-Im分別賦予權(quán)重并進行求和,獲得子波振幅an。
7.如權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,所述子波振幅表示為:
an=εan-Re+(1-ε)an-Im
其中,權(quán)重參數(shù)ε的取值范圍均為(0,1)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述子波形態(tài)信號表示為:
其中,σ'n為局部最優(yōu)尺度,u'n為局部最優(yōu)時移,φ'n為局部最優(yōu)相位,ω'n=2πf'n,f'n為局部最優(yōu)頻率,an為子波振幅。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項所述的方法,其特征在于,在循環(huán)步驟中,
根據(jù)預設(shè)的迭代次數(shù)閾值或者殘差能量閾值判斷是否滿足迭代條件,在滿足 迭代條件的情況下,循環(huán)執(zhí)行初始參數(shù)確定步驟、局部優(yōu)化步驟、子波形態(tài)確定步驟和殘差確定步驟。
10.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述殘差能量閾值設(shè)定為原始地震信號能量的5%。