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时频分析联合带通滤波抑制间歇采样转发干扰

西安电子科技大学学报 2021年第2期48卷 139-146,180页

作者：孙正阳董玫陈伯孝西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室陕西西安710071

间歇采样转发干扰是一种新型相干干扰,能够生成单个或多个假目标群,常规信号处理方法难以对其有效抑制。针对上述问题,首先在时频域对数个脉冲重复周期的接收信号进行积累,实现信号时频信息的增强;然后,结合图像处理算法在时频面上准确... 详细信息

间歇采样转发干扰是一种新型相干干扰,能够生成单个或多个假目标群,常规信号处理方法难以对其有效抑制。针对上述问题,首先在时频域对数个脉冲重复周期的接收信号进行积累,实现信号时频信息的增强;然后,结合图像处理算法在时频面上准确提取干扰分布区域,并通过时频域滤波粗略重构目标回波信号;最后,依据重构的时域信号构造带通滤波器,实现对干扰和噪声的抑制。仿真结果表明,该方法可以在低信噪比、多目标环境下有效地抑制多种类型的间歇采样转发干扰。相比于其他方法,该方法具有更强的稳健性,且在抑制假目标的同时不会造成明显的真实目标幅度损失。

关键词：间歇采样转发干扰时频分析图像处理带通滤波干扰抑制

时频分析和深度学习相结合的滚动轴承故障诊断

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机械科学与技术 2023年第1期42卷 149-158页

作者：任胜杰郭伟超舒定真汤奥斐高新勤李言西安理工大学机械与精密仪器工程学院西安710048

滚动轴承大量使用在旋转机械中,轴承的工况严重影响着机械设备的正常运行。为了提高轴承故障的诊断精度,本文提出了一种时频分析和深度学习相结合的滚动轴承诊断方法。首先,分析了十种不同时频分析方法;其次,建立了深度学习的滚动轴承... 详细信息

滚动轴承大量使用在旋转机械中,轴承的工况严重影响着机械设备的正常运行。为了提高轴承故障的诊断精度,本文提出了一种时频分析和深度学习相结合的滚动轴承诊断方法。首先,分析了十种不同时频分析方法;其次,建立了深度学习的滚动轴承故障诊断模型,并利用迁移学习克服训练样本数量少的问题,通过对比分析,常数Q变换(Constant Q transform,CQT)的准确率可达100%;最后,利用实验数据对所提方法的有效性和可靠性进行验证,分别评估了在不同负载和噪声情况下的识别精度,并与文献中的方法对比,证明所提方法在不同工作环境条件下都有较好的鲁棒性和较高的识别精度。

关键词：滚动轴承故障诊断时频分析深度学习迁移学习

基于l_(1)-l_(2)范数的高分辨率时频分析方法及应用

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地球物理学报 2022年第9期65卷 3623-3633页

作者：邢文军曹思远陈思远马敏瑶中国石油大学(北京) 北京102249

本研究提出一种基于l_(1)-l_(2)范数的稀疏约束类时频分析方法,以提高信号时频分析的精度.稀疏约束类时频分析方法通过窗口类时频分析的逆变换构造反演方程,使用稀疏范数约束每个时间点的频谱,从而提高时频谱的分辨率;常用约束包括l_(1... 详细信息

本研究提出一种基于l_(1)-l_(2)范数的稀疏约束类时频分析方法,以提高信号时频分析的精度.稀疏约束类时频分析方法通过窗口类时频分析的逆变换构造反演方程,使用稀疏范数约束每个时间点的频谱,从而提高时频谱的分辨率;常用约束包括l_(1)范数、l_(p)范数等,近几年l_(1)-l_(2)范数被证明稀疏约束能力强于l_(p)范数,被广泛的应用于地震数据处理高分辨率、反演等问题中.本文基于压缩感知理论,使用l_(1)-l_(2)范数约束频谱,基于交替方向乘子法(ADMM)进行反问题的求解,得到基于l_(1)-l_(2)范数的高分辨率时频分析方法,并将其应用于地震频散属性的计算中.模型分析表明,本研究提出的基于l_(1)-l_(2)约束时频分析具有高时频聚焦性,高抗噪性,适用于地震信号的时频分析.实际数据表明,基于l_(1)-l_(2)范数的时频分析具备高时频分辨率,联合纵波频散属性,使得该方法可以清晰刻画储层的范围,准确指示气藏.

关键词： l_(1)-l_(2)范数时频分析频散属性 Gabor变换

基于时频分析与分数阶最优控制网络的地震数据噪声压制

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地球物理学报 2023年第4期66卷 1718-1731页

作者：邵丹李桐林韩立国李月吴宁吉林大学地球探测科学与技术学院长春130000 吉林大学通信工程学院长春130000

在复杂的地表环境,地震勘探采集到的实际地震资料信噪比较低,分辨率较差,接收的噪声能量较强,与有效信号存在频谱的重叠.常规的消噪手段很难在保证有效信号幅值的同时,还兼顾噪声压制的效果.本文采用基于分数阶最优控制(Fractional Opti... 详细信息

在复杂的地表环境,地震勘探采集到的实际地震资料信噪比较低,分辨率较差,接收的噪声能量较强,与有效信号存在频谱的重叠.常规的消噪手段很难在保证有效信号幅值的同时,还兼顾噪声压制的效果.本文采用基于分数阶最优控制(Fractional Optimal Control)理论建立的深度学习神经网络——FOCNet来压制地震数据噪声,并恢复微弱同相轴.不同于传统深度学习网络(DCNN)算法大多为基于经验的网络设计,FOCNet具有坚实的数理基础,它从动态系统的最优控制角度阐述了网络的原理,并采用长期记忆的方式增强了网络的稳定性,提高了系统对噪声的消减能力.针对地震数据有效信号在低频带与噪声重叠严重,且FOCNet对数据中、高频信息保留更好这一情况,本文提出了一种基于理想时频分析与FOCNet相结合的算法(TF-FOCNet)来压制地震噪声,提取有效信号.该算法通过理想时频分析,针对性的提取信噪重叠的低频目标数据成分,并与数据的中、高频成分一起送入网络中进行处理并融合,完成噪声的压制,增强了低频信息的保留能力.模拟及实际的实验结果验证了算法在随机噪声、面波压制及微弱信号恢复上的有效性和优越性.

关键词：分数阶微分方程最优控制时频分析噪声压制

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时频分析方法在轴承故障诊断领域的应用

大连工业大学学报 2023年第3期42卷 219-225页

作者：刘艳秋景来兴边军大连工业大学机械工程与自动化学院辽宁大连116034 中原科技学院河南郑州450046

现代信号处理技术在数字信息时代具有巨大的发展潜力,其中时频分析方法发展较快,应用广泛。基于小波理论的小波变换、小波包分解,再到经验模态分解(EMD)、局部均值分解(LMD)、本征时间尺度分解(ITD)、局部特征尺度分解(LCD)、内禀特征... 详细信息

现代信号处理技术在数字信息时代具有巨大的发展潜力,其中时频分析方法发展较快,应用广泛。基于小波理论的小波变换、小波包分解,再到经验模态分解(EMD)、局部均值分解(LMD)、本征时间尺度分解(ITD)、局部特征尺度分解(LCD)、内禀特征尺度分解(ICD)、变分模态分解(VMD)等自适应分解方法,先后提出时频分析取得了前所未有的发展。本文从方法的提出、应用和改进三个方面对近年来时频分析方法的研究进行了总结,对时频分析方法今后的发展方向进行了展望。

关键词：滚动轴承时频分析小波理论自适应分解故障诊断

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基于时频分析的机场跑道平整度评价方法

北京航空航天大学学报 2024年第4期50卷 1110-1116页

作者：齐麟杨帅解镇州金天昱黄信中国民航大学交通科学与工程学院天津300300

机场跑道平整度是道面评价的重要内容,目前常用的平整度评价方法无法确定不平整在跑道上的分布情况,也无法针对不同机型飞机的滑跑安全性进行分类评价。基于此,提出了一种基于时频分析的跑道平整度评价方法。基于飞机三自由度动力模型,... 详细信息

机场跑道平整度是道面评价的重要内容,目前常用的平整度评价方法无法确定不平整在跑道上的分布情况,也无法针对不同机型飞机的滑跑安全性进行分类评价。基于此,提出了一种基于时频分析的跑道平整度评价方法。基于飞机三自由度动力模型,采用参数化分析方法对飞机以不同速度在具有不同振幅、不同波长的不平整跑道上滑跑时飞机重心处竖向加速度均方根分布特征进行统计分析;反算飞机重心处竖向加速度均方根为0.25g和0.4g时对应的跑道不平整信号的振幅、波长与滑跑速度,建立基于跑道不平整信号频域信息与飞机滑跑速度的飞机滑跑安全振动判断曲面;采用S变换方法对机场跑道高程进行时频分析,得到跑道不同位置处不平整信号的波长与振幅分布曲面;分析飞机在跑道上不同位置的滑跑速度,以坐标位置代替滑跑速度,形成基于跑道不平整信号频域信息与跑道位置的飞机滑跑安全振动判断曲面;与S变换获得的曲面叠加,得到基于时频分析的跑道平整度评价曲面。与现有评价方法相比,所提方法可以对跑道具体位置的平整度情况进行评价,并能够根据不同的机型对跑道平整度分级评价。

关键词：平整度时频分析机场跑道评价方法安全振动判断准则

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时频分析的卡尔曼滤波匹配解调变换法

电子学报 2018年第4期46卷 769-774页

作者：李淑雅施明张建秋复旦大学信息科学与工程学院智慧网络与系统研究中心和电子工程系上海200433

本文为多分量时频分析,提出了一种卡尔曼滤波的匹配解调变换的分析方法,该方法对信号的局部频率特性进行建模,以模型参数作为状态变量、以时频脊线为观测变量,分别建立起时频分析的状态方程和观测方程,据这些方程并利用卡尔曼滤波就可... 详细信息

本文为多分量时频分析,提出了一种卡尔曼滤波的匹配解调变换的分析方法,该方法对信号的局部频率特性进行建模,以模型参数作为状态变量、以时频脊线为观测变量,分别建立起时频分析的状态方程和观测方程,据这些方程并利用卡尔曼滤波就可获得信号的瞬时频率,最后再对信号进行解调变换,就得到了能量高度集中的时频分布.在不同信噪比的情况下,仿真测试表明:本文方法优于现有文献报道方法.

关键词：时频分析卡尔曼滤波匹配解调变换

应用组稀疏正则化反演的高分辨率自适应Gabor时频分析方法

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石油地球物理勘探 2023年第2期58卷 412-421页

作者：郝亚炬张华张生张红静张鹏朱宝衡江西省防震减灾与工程地质灾害探测工程研究中心(东华理工大学) 江西南昌330013 东华理工大学地球物理与测控技术学院江西南昌330013 太原理工大学矿业工程学院山西太原030024 中国石化上海海洋油气分公司勘探开发研究院上海200120

地震信号频率成分随时间的变化规律(时频特性)对油气检测具有重要意义,且Gabor变换作为最简便的时频分析技术在地震资料解释中得到了广泛应用。然而常规Gabor变换所得时频谱的时间分辨率低,相邻反射子波频谱信息混叠严重,不利于开展高... 详细信息

地震信号频率成分随时间的变化规律(时频特性)对油气检测具有重要意义,且Gabor变换作为最简便的时频分析技术在地震资料解释中得到了广泛应用。然而常规Gabor变换所得时频谱的时间分辨率低,相邻反射子波频谱信息混叠严重,不利于开展高分辨率地震资料解释。为了提高Gabor时频谱的时间分辨率,首先基于Gabor反变换的定义将Gabor时频谱的计算归结为求解反演问题;然后以相同时刻频谱分入同一组的策略加入组稀疏正则化约束项;最终利用投影快速软阈值迭代算法实现上述目标函数求解并获得Gabor时频谱。同时,还给出一种利用地震信号瞬时质心频率自适应地构造Gabor时频分析所需高斯窗函数的方法。理论信号实验及实际数据应用表明,该方法可在时间方向上对Gabor时频谱的能量团进行显著压缩,低频端和高频端的时间分辨率获得同步提高,进而在低频和高频剖面上同时清晰揭示薄储层顶、底界面,便于精细对比解释。

关键词： Gabor变换组稀疏正则化高分辨率自适应时频分析

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时频分析技术在乐东区水道评价中的应用

地球科学 2019年第8期44卷 2619-2626页

作者：邓勇刘仕友李洋森李芳周凡付琛中海石油(中国)有限公司湛江分公司

随着勘探进程的不断推进,在弱振幅反射特征的地层中寻找有利富含油气部位已成为新趋势.从乐东区已钻井岩石物理特征出发,通过对含气砂岩进行变孔隙度模拟发现,随着含气砂岩孔隙度不断增加,砂岩顶面叠后地震反射能量逐渐减弱,证实乐东区... 详细信息

随着勘探进程的不断推进,在弱振幅反射特征的地层中寻找有利富含油气部位已成为新趋势.从乐东区已钻井岩石物理特征出发,通过对含气砂岩进行变孔隙度模拟发现,随着含气砂岩孔隙度不断增加,砂岩顶面叠后地震反射能量逐渐减弱,证实乐东区弱振幅也有可能为有利储层的表征;结合沉积韵律建立不同地层组合模型并提取其时频谱发现,时频特征方向性与地层组合有关,并且乐东区水道弱振幅与正旋回地层时频特征类似,水道内弱振幅为大套砂岩概率较大,钻井证实推测,说明该技术方法可靠,为乐东区深层油气勘探及钻探目标优选提供了重要指导.

关键词：乐东区高阻抗弱振幅时频分析叠前反演地球物理