资料处理中的反褶积ppt课件.ppt
《资料处理中的反褶积ppt课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《资料处理中的反褶积ppt课件.ppt(97页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用地震资料处理中的地震资料处理中的反褶积反褶积处理处理黄大云黄大云2002年年5月月经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用地震资料处理中的地震资料处理中的反褶积处理反褶积处理反褶积概述(反褶积概述(2001年已讲)年已讲)预备知识预备知识预测反褶积的基本原理和计算方法预测反褶积的基本原理和计算方法Omega系统的主要反褶积处理模块系统的主要反褶积处理模块经营者提供商品或者服务有
2、欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用反褶积概述反褶积概述褶褶积积地震记录的褶积模型地震记录的褶积模型地震记录的分辨率地震记录的分辨率反褶积的定义反褶积的定义反褶积的类型反褶积的类型经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用预备知识预备知识信号信号信号的频谱信号的频谱信号的离散化信号的离散化Z变换变换信号的相位特征信号的相位特征相关分析相关分析两种特殊信号两种特殊信号反信号反信号经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔
3、偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用信号信号什么叫什么叫信号信号?随时间变化随时间变化的物理量称为的物理量称为信号。信号。即,信号是以时间为自变即,信号是以时间为自变量的函数。量的函数。物理可实现信号物理可实现信号:信号信号x(t),当当ta2,称称a是最小相位延迟信号是最小相位延迟信号2、若、若a1a2,称称a是最大相位延迟信号是最大相位延迟信号3、若、若a1=a2,称称a是等延迟信号是等延迟信号任一任一n+1项信号项信号b=(b0,b1,bn)可分解为可分解为n个两项信号个两项信号的褶积。的褶积。如果如果1、所有两项信号、所有两项信号都是最小相位延迟信号,则
4、都是最小相位延迟信号,则b是是最小相位最小相位2、所有两项信号、所有两项信号都是最大相位延迟信号,则都是最大相位延迟信号,则b是是最大相位最大相位3、既有最大相位延迟也有最小相位延迟,则、既有最大相位延迟也有最小相位延迟,则b是是混合相位混合相位信号的相位特征也可用其信号的相位特征也可用其z变换来定义:变换来定义:1、z变换的根都在变换的根都在单位圆外单位圆外,信号是最小相位,信号是最小相位2、z变换的根都在变换的根都在单位圆内单位圆内,信号是最大相位,信号是最大相位3、单位圆内外都有根单位圆内外都有根,信号是混合相位,信号是混合相位经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加
5、赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用相关分析相关分析相关函数的定义相关函数的定义相关与褶积的关系相关与褶积的关系相关函数的频谱相关函数的频谱经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用相关函数的定义相关函数的定义1、互相关函数、互相关函数2、自相关函数、自相关函数(Xn、yn为离散信号)为离散信号)经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用相关与褶积的关系相关与褶积的关系信号信号xn与与g
6、n的褶积为:的褶积为:xn*yn=信号信号xn与与yn的相关函数:的相关函数:两个信号的两个信号的互相关函数互相关函数等于将后一个信号的等于将后一个信号的翻转信号翻转信号与前一信号的褶积:与前一信号的褶积:经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用相关函数的频谱相关函数的频谱由:由:有:有:或或特别地,对于自相关函数有:特别地,对于自相关函数有:Rxx(f)=|X(f)|2以上公式说明:以上公式说明:1、自相关函数的频谱是、自相关函数的频谱是实数实数;2、由、由信号的振幅谱信号的振幅谱可确定其自相关函数的频
7、谱进而确定可确定其自相关函数的频谱进而确定自相关自相关函数函数。反过来,由自相关函数也可求振幅谱。反过来,由自相关函数也可求振幅谱。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用两种特殊信号两种特殊信号1、单位脉冲、单位脉冲(t)(狄拉克函数)狄拉克函数)(当t=0时)(当t0时)(t)频谱是频谱是(f)=12、白噪声、白噪声b(t)b(t)=0Rbb(t)=(t)经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用反信号反信号对信号
8、对信号x(t),如果有信号,如果有信号a(t),使,使x(t)*a(t)=(t),则称则称a(t)是是x(t)的反信号。的反信号。由于由于写成指数形式:写成指数形式:所以,反信号的频谱与原信号的频谱有以下关系:所以,反信号的频谱与原信号的频谱有以下关系:1、2、x=-a并非任何信号都有反信号。如在某些频率点并非任何信号都有反信号。如在某些频率点f,使,使,则反信号不存在。则反信号不存在。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用预测反褶积的预测反褶积的基本原理和计算方法基本原理和计算方法脉冲反褶积脉冲反褶积
9、预测反褶积的基本原理预测反褶积的基本原理和计算方法和计算方法经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用脉冲反褶积脉冲反褶积1、脉冲反褶积的假设条件、脉冲反褶积的假设条件2、脉冲反褶积的基本原理、脉冲反褶积的基本原理3、脉冲反褶积的计算、脉冲反褶积的计算经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1、脉冲反褶积的假设条件、脉冲反褶积的假设条件两个假设条件两个假设条件(1)反射系数函数:白噪声)反射系数函数:白噪声(2)地震子
10、波:最小相位)地震子波:最小相位经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2、脉冲反褶积的原理、脉冲反褶积的原理设设地地震震记记录录x(t)可可表表示示为为反反射射系系数数函函数数g(t)和和地地震震子子波波b(t)的的褶积:褶积:x(t)=g(t)*b(t)要把要把x(t)变为变为g(t),只需设计一个算子,只需设计一个算子a(t),使,使a(t)*b(t)=(t)(1)即可。假定有那么一个即可。假定有那么一个a(t),满足(,满足(1)式。)式。在(在(1)式两端同用)式两端同用b(-t)褶积,得褶积,
11、得a(t)*b(t)*b(-t)=(t)*b(-t)a(t)*rbb(t)=b(-t)(2)rbb(t)为为b(t的自相关函数。的自相关函数。在离散有限的情况下,将(在离散有限的情况下,将(2)式写成矩阵形式:)式写成矩阵形式:经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用在在反射系数函数是白噪声反射系数函数是白噪声的前提下,有:的前提下,有:rbb(t)=rxx(t);在在地震子波地震子波b(t)为最小相位为最小相位物理可实现信号时,有:物理可实现信号时,有:当当t0时,时,a(t)=0。于是上面的方程变成为
12、:于是上面的方程变成为:再将方程两端同除以再将方程两端同除以b(0),则有:则有:经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用该方程可以求解,所得的解与反子波算子该方程可以求解,所得的解与反子波算子a(t)只差一个常数只差一个常数b(0)倍。倍。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用3、脉冲反褶积的计算、脉冲反褶积的计算(1)求解方程)求解方程得到得到a(t)/b(0),认为它就是认为它就是a(t)。(2)用用a(t)
13、对地震记录褶积对地震记录褶积经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用预测反褶积的原理预测反褶积的原理和计算方法和计算方法什么叫预测什么叫预测预测的条件预测的条件预测滤波预测滤波预测反褶积预测反褶积预测反褶积的计算预测反褶积的计算预测反褶积的几个主要参数预测反褶积的几个主要参数经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用什么叫预测什么叫预测预测预测就是根据就是根据过去过去和和现在现在已发生的事实已发生的事实判定判定将来将来
14、会出现的情况。会出现的情况。在数学上,对一个时间函数的预测是指在数学上,对一个时间函数的预测是指该函数该函数某一点的值某一点的值用其用其前面若干个值前面若干个值的线的线性组合表示出来。这种预测称为性组合表示出来。这种预测称为线性预测线性预测。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用预测的条件预测的条件并非所有事物都可线性预测。函数并非所有事物都可线性预测。函数x(t)可线性预测的条件是,可线性预测的条件是,x(t)为平稳随机过程为平稳随机过程,即它的统计特征:,即它的统计特征:数学期望数学期望和方差和方差
15、是与时间无关的量,且自相关函数是与时间无关的量,且自相关函数rxx()只与时差只与时差有关有关。我们认为地震记录满足以上条件,因而可做预测。我们认为地震记录满足以上条件,因而可做预测。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用预测滤波预测滤波在地震勘探中,我们认为地震记录是平稳随机过程,因而可以预测。在地震勘探中,我们认为地震记录是平稳随机过程,因而可以预测。根根据据地地震震记记录录褶褶积积模模型型的的假假设设,地地震震记记录录x(t)由由地地震震子子波波b(t)和和地地层层反反射射系系数数g(t)的褶积构
16、成:的褶积构成:我我们们先先假假定定b(t)为为一一物物理理可可实实现现的的最最小小相相位位信信号号,g(t)为为白白噪噪序序列列。在在时时刻刻(t+),地震记录的振幅值可表示为:地震记录的振幅值可表示为:在右端第二项中,令在右端第二项中,令j=s-,上式变为:上式变为:记记设设b(t)的反信号为的反信号为a(t),有,有a(t)*x(t)=a(t)*b(t)*g(t)=(t)*g(t)=g(t)因因为为b(t)为为一一物物理理可可实实现现的的最最小小相相位位信信号号,因因此此有有:当当t0)预测输出:预测输出:预测误差:预测误差:误差总能量:误差总能量:经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应
17、当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用选取选取c(s),使,使Q达到最大。为此令达到最大。为此令或或令令于是有:于是有:经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用将以上方程写成矩阵形式就是:将以上方程写成矩阵形式就是:以上方程的系数矩阵和左端的向量均由以上方程的系数矩阵和左端的向量均由x(t)的自相关函数构成。该方程叫做的自相关函数构成。该方程叫做预测方程,求解此方程,即得到最小平方意义下的预测滤波因子预测方程,求解此方程,即得到最小平方意义下的预测滤波
18、因子c(s),用,用c(s)对对x(t)滤波,若输出滤波,若输出x(t+),就是预测滤波,若输出就是预测滤波,若输出e(t+),就是预测反滤波或预测反就是预测反滤波或预测反褶积。褶积。因为因为所以反预测积算子为所以反预测积算子为:经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用预测反褶积的几个主要参数预测反褶积的几个主要参数(1)算子长度)算子长度(2)自相关长度)自相关长度(3)白化因子)白化因子(4)预测距离)预测距离经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额
19、为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(1)算子长度)算子长度这里的算子长度指的是预测滤波算子长度。预测反褶积算子这里的算子长度指的是预测滤波算子长度。预测反褶积算子长度由预测滤波算子长度和预测距离确定:长度由预测滤波算子长度和预测距离确定:设设预预测测滤滤波波因因子子为为c(0),c(1),c(m),则则预预测测反反褶褶积积算算子子为:为:1,0,0,-c(0),-c(1),,-c(m),其中其中0的个数等于的个数等于-1。在预测滤波中,滤波算子长度原则上是越大越好。但太大的在预测滤波中,滤波算子长度原则上是越大越好。但太大的因子长度会增加运算时间,而且没有必要。如果滤波因子长度因子长度会增
20、加运算时间,而且没有必要。如果滤波因子长度过小,则预测效果不好,预测反褶积达不到反褶积的目的。具过小,则预测效果不好,预测反褶积达不到反褶积的目的。具体大小应用试验来确定。体大小应用试验来确定。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(2)自相关长度)自相关长度当预测算子长度为当预测算子长度为m时,自相关函数的长度不得小于时,自相关函数的长度不得小于m+。如果你给出的自相关函数的长度小于如果你给出的自相关函数的长度小于m+,则模块将自动在则模块将自动在后面补零,这会给算子的计算带来误差;如果你给出的自相后
21、面补零,这会给算子的计算带来误差;如果你给出的自相关函数的长度大于关函数的长度大于m+,对计算没有影响,但要多花费机器时对计算没有影响,但要多花费机器时间。间。自相关函数的长度还与时窗长度有关系,一般自相关函数长自相关函数的长度还与时窗长度有关系,一般自相关函数长度不应大于数据时窗长度的度不应大于数据时窗长度的2倍倍-1,在这个范围以外的自相关,在这个范围以外的自相关函数值全为函数值全为0,没有必要计算。,没有必要计算。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(3)白化因子)白化因子预测方程并非在任何情况
22、下都可已求解。该方程有唯一确定解的条件是:预测方程并非在任何情况下都可已求解。该方程有唯一确定解的条件是:它的系数矩阵是正定的,即它的各子行列式的值都大于它的系数矩阵是正定的,即它的各子行列式的值都大于0。由于这里的系数矩。由于这里的系数矩阵是自相关函数构成的,所以可以保证它的各子行列式的值都不小于阵是自相关函数构成的,所以可以保证它的各子行列式的值都不小于0,即它,即它应该是半正定的。为了使系数矩阵变为正定,以便求解方程,我们就将矩阵的应该是半正定的。为了使系数矩阵变为正定,以便求解方程,我们就将矩阵的对角线元素增加一个百分数对角线元素增加一个百分数B,将预测方程改造为:,将预测方程改造为:
23、以上做法实际上是将以上做法实际上是将x(t)的自相关函数加一个能量为的自相关函数加一个能量为B的脉冲函数,这相当的脉冲函数,这相当于在地震记录于在地震记录x(t)上加一个白噪声,故称这一改造为预先白噪化。上加一个白噪声,故称这一改造为预先白噪化。B称为白噪称为白噪系数或白噪因子。系数或白噪因子。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用在实际应用中,并非仅仅是为了使方程有唯一确定解。因为数学上的解在实际应用中,并非仅仅是为了使方程有唯一确定解。因为数学上的解有时并不适合实际物理问题的要求。以脉冲反褶积为例:
24、有时并不适合实际物理问题的要求。以脉冲反褶积为例:在脉冲反褶积中,反褶积算子在脉冲反褶积中,反褶积算子a(t)是地震子波是地震子波b(t)的反信号:的反信号:b(t)*a(t)=(t)在频率域就是在频率域就是:或或显然要使上式成立,对任何频率显然要使上式成立,对任何频率f,必须有必须有B(f)0,此外,此外,B(f)也不太接近也不太接近0,否则会使,否则会使A(f)的值在这一频率点上过大。因此预先白噪化在频率域就是的值在这一频率点上过大。因此预先白噪化在频率域就是将将B(f)加上一个小加上一个小数数w,使其不那么接近,使其不那么接近0,这时有:,这时有:W就是白噪因子。就是白噪因子。经营者提供
25、商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用在反褶积处理中,大多都需要预先白噪化在反褶积处理中,大多都需要预先白噪化这一步骤,但它不是反褶积理论推导中的必然这一步骤,但它不是反褶积理论推导中的必然步骤,而是根据我们的需要人为地加上去的。步骤,而是根据我们的需要人为地加上去的。因此因此白噪因子只能是一个很小的数白噪因子只能是一个很小的数,即只能对,即只能对理论公式做少许修改。过大的白噪因子可能把理论公式做少许修改。过大的白噪因子可能把理论公式改得面目全非。理论公式改得面目全非。在实际处理中,白噪因子参数应在实际处理中,白
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 资料 处理 中的 反褶积 ppt 课件
限制150内