联合短时傅立叶变换与Wigner-Ville分布优化地震信号瞬时频率分析

"短时傅立叶变换与Wigner-Ville分布联合确定地震信号瞬时频率" 本文探讨了地震信号的时频分析方法，重点在于如何有效地确定信号的瞬时频率。地震信号作为一种非平稳信号，其频率特性会随时间变化，因此需要采用能够捕捉这种变化的分析工具。传统的短时傅立叶变换（Short-Time Fourier Transform, STFT）虽然能提供局部频率信息，但窗口大小的选择会影响分析结果的精度。另一方面，Wigner-Ville分布虽然能提供精细的时频分布，但其交叉项可能导致解析困难。 文章提出了将短时傅立叶变换与Wigner-Ville分布相结合的策略来计算时频分布，旨在克服各自独立使用的局限性。通过理论数据的计算和比较，作者展示了这种方法在获取瞬时频率上的优势。研究表明，联合这两种方法得到的瞬时频率与原始信号的瞬时频率最为接近，证明了这种方法的有效性。 时频分析是信号处理中的关键手段，它能够揭示信号随时间变化的频率特性。短时傅立叶变换是一种广泛应用的线性时频分析方法，通过在时间上滑动的窗口对信号进行局部傅立叶变换，从而获得信号的时频分布。然而，窗口大小的选择对分析结果有直接影响，较大的窗口能捕获更宽的频率范围，但时间分辨率较低；相反，较小的窗口则提供更高的时间分辨率，但可能丢失高频成分。 Wigner-Ville分布则是一种非线性的时频分析工具，它提供了信号的瞬时频率和相位信息，但其主要问题在于交叉项的存在，这可能导致信号解析的混淆。为了克服这一问题，文中提出的联合方法尝试在保留两者优点的同时，减少各自的缺点。 在实际应用中，地震信号的分析对于地震预测、灾害评估以及地下结构探测至关重要。准确的瞬时频率分析可以帮助科学家理解地震波的传播特性，进而推断地壳的结构和动态状态。本文的研究成果为此类应用提供了新的思路和工具，对于地震信号处理领域具有重要的理论和实践意义。 关键词：时频分析、短时傅立叶变换、Wigner-Ville分布、瞬时频率、地震信号