对比研究：广义S变换与STFT在地震时频分析的特性与优势

本文主要探讨了广义S变换与短时傅里叶变换在地震时频分析中的对比研究。地震勘探数据由于其非平稳特性，传统傅里叶变换难以准确反映信号随时间变化的频率特性。因此，STFT、S变换和广义S变换等时频分析方法被广泛应用，如提取地震旋回特征、研究薄互层响应、高效时频谱分解等。 短时傅里叶变换（STFT）以其在整个时频域内具有相同的分辨率而著称，适合全局分析，但它缺乏对信号特定区域的聚焦能力，无法提高局部时频分辨率，这对于地震信号的重点观测区域可能不够精确。 相比之下，广义S变换是由Stockwell变换发展而来，它在地震信号分析中展现出更强的适应性。广义S变换的特点在于对高频信号有较高的时间分辨率，对低频信号有较高的频率分辨率。通过调整参数p，可以显著改变窗口函数的形态，实现对信号的时频聚焦，这对于地震信号中的关键信息提取更为有效。另外，参数λ的调整也可进一步微调窗口形态，使得广义S变换能够在不同应用场景下灵活运用。 尽管广义S变换在地震信号分析中表现出明显优势，但目前关于两者优缺点的系统研究还相对较少。本文通过理论公式对比、窗口函数分析以及实际地震数据处理效果的探讨，揭示了STFT和GST在地震时频分析中的特性差异，旨在为地震信号处理提供更深入的理解和实用的指导。作者黄斌等人，来自河海大学地球科学与工程学院，通过他们的研究，有助于提升地震数据分析的精度和效率。