物理数据信号处理方法、装置、计算机设备和存储介质

技术领域

本发明涉及应用地球物理技术领域，特别涉及一种物理数据信号处理方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术

作为地球物理勘探信号之一的地震勘探数据，是地下各种地质结构及地层内各种岩石、矿物成分的综合反映。为了更加精细准确地识别与描述薄层结构及小尺寸岩体、矿体，需要提高地震勘探资料的分辨率，这是物探人孜孜以求的一个目标。目前常用的提高地震勘探数据分辨率的方法有数字信号滤波法、频率分解法、反褶积法等。但目前的常用的上述的这些方法，仍无法很好地提高地球物理勘探数据的分辨率，无法更加精细准确地识别与描述地下地质结构及岩石物性、岩性。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种物理数据信号处理方法、装置、计算机设备和存储介质。

一种物理数据信号处理方法，包括：

获取物理数据；

对所述物理数据进行预处理以及双谱计算，得到所述物理数据的第一谐波信号表达式；

计算所述第一谐波信号表达式的第一谐波系数、第一相位角和第一谐波项数；

对所述第一谐波系数进行预处理以及双谱计算，得到所述第一谐波系数的第二谐波信号表达式；

计算所述第二谐波信号表达式的第二谐波系数、第二相位角和第二谐波项数；

基于预设放大系数对所述第二谐波系数、所述第二相位角、所述第二谐波项数以及所述第一谐波系数的样点间距进行放大，并将放大后的结果代入所述第二谐波信号表达式，得到第三谐波系数；

将所述第三谐波系数、所述第一相位角和所述第一谐波项数代入至所述第一谐波信号表达式计算，得到重构信号数据。

在其中一个实施例中，所述将所述第三谐波系数、所述第一相位角和所述第一谐波项数代入至所述第一谐波信号表达式，得到重构后的物理数据的步骤包括：

将所述第三谐波系数、所述第一相位角和所述第一谐波项数代入至所述第一谐波信号表达式计算，得到重构信号数据；

对所述重构信号数据进行逆预处理，得到重构物理数据。

在其中一个实施例中，所述对所述第一谐波系数进行预处理以及双谱计算，得到所述第一谐波系数的双谱的步骤包括：

对所述第一谐波系数进行预处理；

对预处理后的所述第一谐波系数，进行傅立叶变换，计算得到所述第一谐波系数的频谱；

基于所述第一谐波系数的频谱，计算得到所述第一谐波系数在第一象限的双谱；

从所述第一谐波系数的在第一象限的双谱中估算获得所述第一谐波系数的双谱的基频；

根据所述第一谐波系数的双谱的基频，对所述第一谐波系数进行相位偏移，得到相位偏移后的所述第一谐波系数；

基于相位偏移后的所述第一谐波系数，计算得到相位偏移后的所述第一谐波系数在第一象限的双谱；

基于所述第一谐波系数在第一象限的双谱，计算得到所述第一谐波系数的双谱的所述第一谐波信号表达式。

在其中一个实施例中，所述对所述物理数据进行预处理以及双谱计算，得到所述物理数据的第一谐波信号表达式的步骤包括：

对所述物理数据进行预处理以及双谱计算，得到所述物理数据的双谱；

基于所述物理数据的双谱，计算得到所述物理数据的双谱的第一谐波信号表达式。

在其中一个实施例中，所述对所述物理数据进行预处理以及双谱计算，得到所述物理数据的双谱的步骤包括：

对所述物理数据进行预处理；

对预处理后的所述物理数据，进行傅立叶变换，计算得到所述物理数据的频谱；

基于所述物理数据的频谱，计算得到所述物理数据在第一象限的双谱；

从所述物理数据的在第一象限的双谱中估算获得所述物理数据的双谱的基频；

根据所述基频，对所述物理数据进行相位偏移，得到相位偏移后的所述物理数据；

基于相位偏移后的所述物理数据，计算得到相位偏移后的所述物理数据在第一象限的双谱。

在其中一个实施例中，所述基于所述物理数据的频谱，计算得到所述物理数据的在第一象限的双谱的步骤包括：

基于所述物理数据的频谱，计算得到所述物理数据的双谱；

基于所述物理数据的双谱，利用对称性计算得到所述物理数据在第一象限的双谱。

在其中一个实施例中，所述对所述物理数据进行预处理的步骤包括：

对所述物理数据进行去线性背景处理、零均值化处理和周期拓展处理。

一种物理数据信号处理装置，包括：

物理数据获取模块，用于获取物理数据；

第一表达式计算模块，用于对所述物理数据进行预处理以及双谱计算，得到所述物理数据的第一谐波信号表达式；

第一谐波计算模块，用于计算所述第一谐波信号表达式的第一谐波系数、第一相位角和第一谐波项数；

第二表达式计算模块，用于对所述第一谐波系数进行预处理以及双谱计算，得到所述第一谐波系数的第二谐波信号表达式；

第二谐波计算模块，用于计算所述第二谐波信号表达式的第二谐波系数、第二相位角和第二谐波项数；

放大模块，用于基于预设放大系数对所述第二谐波系数、所述第二相位角、所述第二谐波项数以及所述第一谐波系数的样点间距进行放大，并将放大后的结果代入所述第二谐波信号表达式，得到第三谐波系数；

重构信号数据获取模块，用于将所述第三谐波系数、所述第一相位角和所述第一谐波项数代入至所述第一谐波信号表达式计算，得到重构信号数据。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

获取物理数据；

对所述物理数据进行预处理以及双谱计算，得到所述物理数据的第一谐波信号表达式；

计算所述第一谐波信号表达式的第一谐波系数、第一相位角和第一谐波项数；

对所述第一谐波系数进行预处理以及双谱计算，得到所述第一谐波系数的第二谐波信号表达式；

计算所述第二谐波信号表达式的第二谐波系数、第二相位角和第二谐波项数；

基于预设放大系数对所述第二谐波系数、所述第二相位角、所述第二谐波项数以及所述第一谐波系数的样点间距进行放大，并将放大后的结果代入所述第二谐波信号表达式，得到第三谐波系数；

将所述第三谐波系数、所述第一相位角和所述第一谐波项数代入至所述第一谐波信号表达式计算，得到重构信号数据。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取物理数据；

对所述物理数据进行预处理以及双谱计算，得到所述物理数据的第一谐波信号表达式；

计算所述第一谐波信号表达式的第一谐波系数、第一相位角和第一谐波项数；

对所述第一谐波系数进行预处理以及双谱计算，得到所述第一谐波系数的第二谐波信号表达式；

计算所述第二谐波信号表达式的第二谐波系数、第二相位角和第二谐波项数；

基于预设放大系数对所述第二谐波系数、所述第二相位角、所述第二谐波项数以及所述第一谐波系数的样点间距进行放大，并将放大后的结果代入所述第二谐波信号表达式，得到第三谐波系数；

将所述第三谐波系数、所述第一相位角和所述第一谐波项数代入至所述第一谐波信号表达式计算，得到重构信号数据。

上述物理数据信号处理方法、装置、计算机设备和存储介质，基于双谱运算的信号重构方法，分别计算原始信号谐波表达式的谐波系数、相位角、谐波项数，及原始信号谐波表达式的谐波系数的谐波表达式的谐波系数、相位角、谐波项数，再分别重构原始信号谐波表达式的谐波系数及原始信号，在重构原始信号谐波表达式的谐波系数时，对原始信号谐波表达式的谐波系数的样点间距进行放大，有效地实现了地震子波信号主频的提升，从而为提高地震勘探的分辨率创造了良好的条件。

附图说明

图1为一个实施例中物理数据信号处理方法的流程示意图；

图2为一个实施例中的计算机设备的结构示意图；

图3为另一个实施例中物理数据信号处理方法的流程示意图；

图4为一个实施例中理论地震子波数据的信号与地震子波主频提升1.5倍后的重构信号的对比示意图；

图5为一个实施例中理论地震子波数据的信号与地震子波主频提升9倍后的重构信号的对比示意图；

图6A为原始地震数据的地震波动示意图；

图6B为图6A中的原始地震数据经过重构运算主频提升了1.5倍后的重构数据的地震波动示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

实施例一

本实施例中，如图1所示，提供了一种物理数据信号处理方法，其包括：

步骤110，获取物理数据。

具体地，该物理数据为地球物理数据。本实施例中，读取地球物理数据x(n)的数据文件，获取物理数据x(n)。

步骤120，对所述物理数据进行预处理以及双谱计算，得到所述物理数据的第一谐波信号表达式。

本步骤中，对物理数据x(n)依次进行预处理和双谱计算，得到物理数据的谐波信号表达式，即第一谐波信号表达式x(t)。

一个实施例中，预处理包括对所述物理数据进行去线性背景处理、零均值化处理和周期拓展处理。双谱的计算包括通过FFT计算物理数据的频谱，得到频谱后，通过三重相关法计算物理数据的双谱。

步骤130，计算所述第一谐波信号表达式的第一谐波系数、第一相位角和第一谐波项数。

本步骤中，求取第一谐波信号表达式x(t)的谐波系数a

步骤140，对所述第一谐波系数进行预处理以及双谱计算，得到所述第一谐波系数的第二谐波信号表达式。

本步骤中，采用与步骤120中相同的方式对第一谐波系数a

一个实施例中，预处理包括去线性背景处理、零均值化处理和周期拓展处理。双谱的计算包括通过FFT计算第一谐波系数的频谱，得到频谱后，通过三重相关法计算第一谐波系数的双谱。

步骤150，计算所述第二谐波信号表达式的第二谐波系数、第二相位角和第二谐波项数。

本步骤中，求取第二谐波表达式的谐波系数aa

步骤160，基于预设放大系数对所述第二谐波系数、所述第二相位角、所述第二谐波项数以及所述第一谐波系数的样点间距进行放大，并将放大后的结果代入所述第二谐波信号表达式，得到第三谐波系数。

本实施例中，该预设放大系数为系数α，并且预设放大系数大于或等于1，将所述第二谐波系数aa

步骤170，将所述第三谐波系数、所述第一相位角和所述第一谐波项数代入至所述第一谐波信号表达式计算，得到重构信号数据。

本步骤中，将所述第三谐波系数a′

本实施例中，重构的信号x′(t)的主频较x(t)的主频提升了α(α≥1)倍，由此，实现了地球物理数据信号主频的提升，提升的幅度由输入的参数α(α≥1)来控制。

上述实施例中，于双谱运算的信号重构方法，分别计算原始信号谐波表达式的谐波系数、相位角、谐波项数，及原始信号谐波表达式的谐波系数的谐波表达式的谐波系数、相位角、谐波项数，再分别重构原始信号谐波表达式的谐波系数及原始信号，在重构原始信号谐波表达式的谐波系数时，对原始信号谐波表达式的谐波系数的样点间距进行放大，有效地实现了地震子波信号主频的提升，从而为提高地震勘探的分辨率创造了良好的条件。

在一个实施例中，所述将所述第三谐波系数、所述第一相位角和所述第一谐波项数代入至所述第一谐波信号表达式，得到重构后的物理数据的步骤包括：将所述第三谐波系数、所述第一相位角和所述第一谐波项数代入至所述第一谐波信号表达式计算，得到重构信号数据；对所述重构信号数据进行逆预处理，得到重构物理数据。

本实施例中，逆预处理包括对重构信号数据进行线性背景补偿和均值补偿处理，从而得到重构物理数据，并输出计算结果。

在一个实施例中，所述对所述物理数据进行预处理以及双谱计算，得到所述物理数据的双谱的步骤包括：对所述物理数据进行预处理；对预处理后的所述物理数据，进行傅立叶变换，计算得到所述物理数据的频谱；基于所述物理数据的频谱，计算得到所述物理数据在第一象限的双谱；从所述物理数据的在第一象限的双谱中估算获得所述物理数据的双谱的基频；根据所述基频，对所述物理数据进行相位偏移，得到相位偏移后的所述物理数据；基于相位偏移后的所述物理数据，计算得到相位偏移后的所述物理数据在第一象限的双谱。

在一个实施例中，所述基于所述物理数据的频谱，计算得到所述物理数据的在第一象限的双谱的步骤包括：基于所述物理数据的频谱，计算得到所述物理数据的双谱；基于所述物理数据的双谱，利用对称性计算得到所述物理数据在第一象限的双谱。

上述实施例中，对所述物理数据进行预处理以及双谱计算的过程为：

步骤一，读取地球物理数据x(n)的数据文件。

步骤二，对地球物理数据x(n)进行去线性背景、零均值化、周期拓展的预处理。

步骤三，通过Fourier(傅立叶)变换，计算数据x(n)的频谱X(f)。

步骤四，通过三重相关计算数据x(n)的双谱B(f

步骤五，利用对称性计算数据x(n)整个第一象限的双谱B(f

步骤六，取|B(f,f)|的第一个峰值时的f为估算的基频f

步骤七，在原数据信号x(n)上加一相位为0的半基频余弦信号，即y(n)＝x(n)+cos(πf

步骤八，通过Fourier变换，计算数据信号y(n)的频谱Y(f)。

步骤九，通过三重相关计算数据信号y(n)的双谱B

步骤十，利用对称性计算数据信号y(n)整个第一象限的双谱B

在一个实施例中，所述对所述第一谐波系数进行预处理以及双谱计算，得到所述第一谐波系数的双谱的步骤包括：对所述第一谐波系数进行预处理；对预处理后的所述第一谐波系数，进行傅立叶变换，计算得到所述第一谐波系数的频谱；基于所述第一谐波系数的频谱，计算得到所述第一谐波系数在第一象限的双谱；从所述第一谐波系数的在第一象限的双谱中估算获得所述第一谐波系数的双谱的基频；根据所述第一谐波系数的双谱的基频，对所述第一谐波系数进行相位偏移，得到相位偏移后的所述第一谐波系数；基于相位偏移后的所述第一谐波系数，计算得到相位偏移后的所述第一谐波系数在第一象限的双谱；基于所述第一谐波系数在第一象限的双谱，计算得到所述第一谐波系数的双谱的所述第一谐波信号表达式。

在一个实施例中，所述对所述物理数据进行预处理以及双谱计算，得到所述物理数据的第一谐波信号表达式的步骤包括：对所述物理数据进行预处理以及双谱计算，得到所述物理数据的双谱；基于所述物理数据的双谱，计算得到所述物理数据的双谱的第一谐波信号表达式。

上述实施例中，对第一谐波数据进行预处理以及双谱计算的实施过程，可参见对物理数据进行预处理以及双谱计算的实施过程，对第一谐波系数进行预处理以及双谱计算采用与物理数据进行预处理以及双谱计算相同的方法，采用上述实施例中步骤二至步骤十进行计算。本实施例中对此不累赘描述。

实施例二

(1)基于双谱运算的物理数据信号重构方法原理：

设x(t)是一均值为0的连续实信号，其Fourier变换为：

X(f)＝A(f)·exp[jφ(f)] (1)

A(f)和φ(f)分别为频谱X(f)的幅值和相位。

x(t)的三阶累积量函数表达式为：

t

C(t

X

进一步，可得x(t)的双谱表达式：

设地震勘探数据为x(n)是连续实信号x(t)的离散形式，可以用谐波信号表达式来描述，即

式中：M为谐波项数，a

根据Fourier变换的特性，由式(4)和(5)可以得到x(n)的双谱振幅谱、相位谱与谐波系数、相位角的关系式：

方程式(6a)、(6b)中的未知数也即式(5)中的未知数，包括基频f

根据估算得到的基频f

y(t)＝x(t)+z(t)＝x(t)+cos(πf

由于y(t)的Fourier变换可以表示为：

Y(f)＝X(f)+Z(f) (8)

故y(t)的双谱可以表示为：

对于式(9)，如果f

从而有

如果f

Z(f

从而，由式(12)、(9)可得

B

即信号y(t)的双谱此时就是信号x(t)的双谱。从而可得所求谐波信号表达式x(n)中的谐波系数a

将式(14)所求得的谐波系数a

在对原始数据信号进行双谱运算前，先对原始信号开展去线性背景、零均值化、周期拓展等3项预处理(见发明专利“一种信号恢复的优化方法”，专利号：201010508001.9)。

本发明的核心内容：

对经过上述预处理的物理数据信号计算双谱，然后根据式(5)求取它的谐波信号表达式x(t)的谐波系数a

对谐波系数a

将aa

将a′

信号x′(t)的主频较x(t)的主频提升了α(α≥1)倍，由此，实现了物理数据信号主频的提升，提升的幅度由输入的参数α(α≥1)来控制。

本申请应用于地球物理勘探中地震子波的重构，有效地实现了地震子波信号主频的提升，提升的幅度可以通过输入的参数α(α≥1)来控制，从而为提高地震勘探的分辨率创造了良好的条件。

本申请发明专利有效地提升了物理数据数字信号的主频，为提高复杂信号解译的分辨率与精细程度增加了一个十分有用的工具。

下面对具体计算过程进行阐述，请结合图3，物理数据信号处理方法包括：

步骤一，读取物理数据x(n)的数据文件；

步骤二，对物理数据x(n)进行去线性背景、零均值化、周期拓展等预处理；

步骤三，通过Fourier变换，计算数据x(n)的频谱X(f)；

步骤四，根据式(4)，通过三重相关计算数据x(n)的双谱B(f

步骤五，利用对称性计算数据x(n)整个第一象限的双谱B(f

步骤六，取|B(f,f)|的第一个峰值时的f为估算的基频f

步骤七，在原数据信号x(n)上加一相位为0的半基频余弦信号，即y(n)＝x(n)+cos(πf

步骤八，通过Fourier变换，计算数据信号y(n)的频谱Y(f)；

步骤九，根据式(4)，通过三重相关计算数据信号y(n)的双谱B

步骤十，利用对称性计算数据信号y(n)整个第一象限的双谱B

步骤十一，根据式(14)计算谐波系数a

步骤十二，对步骤十一获得的谐波系数a

步骤十三，根据式(14)计算a

步骤十四，输入参数α(α≥1)；

步骤十五，将步骤十三获得的谐波系数aa

步骤十六，将步骤十五获得的谐波系数a′

步骤十七，对重构信号数据进行线性背景补偿和均值补偿处理得重构物理数据。

步骤十八，输出计算结果。

对理论地震子波数据(图4、图5中的理论模型、模型信号)，应用本发明研制的基于双谱信号重构运算的方法进行了地震子波的重构计算(图4、图5中的重构信号)。如图4所示，重构的地震子波主频较原信号提升了1.5倍，即地震子波主频由30Hz提升到45Hz，如图5所示，地震子波主频由30Hz提升到270Hz，提升了9倍。如图6A所示，实际地震数据应用本发明研制的基于双谱信号重构运算的方法进行重构运算主频提升了1.5倍，如图6B所示，从图可以看出，重构数据反射层位的连续性得到了明显的改善。

本发明应用基于双谱运算的信号重构方法，分别计算原始信号谐波表达式的谐波系数、相位角、谐波项数，及原始信号谐波表达式的谐波系数的谐波表达式的谐波系数、相位角、谐波项数，再分别重构原始信号谐波表达式的谐波系数及原始信号，在重构原始信号谐波表达式的谐波系数时，对原始信号谐波表达式的谐波系数的样点间距乘上一个输入参数α(α≥1)，输入参数α的数值大小即为原始信号主频提升的倍数。

本发明的方法应用于地球物理勘探中地震子波的重构，有效地提升了子波的主频，实际数据的应用，使反射层位的连续性得到了明显的改善。

实施例三

本实施例中，提供一种物理数据信号处理装置，包括：

物理数据获取模块，用于获取物理数据；

第一表达式计算模块，用于对所述物理数据进行预处理以及双谱计算，得到所述物理数据的第一谐波信号表达式；

第一谐波计算模块，用于计算所述第一谐波信号表达式的第一谐波系数、第一相位角和第一谐波项数；

第二表达式计算模块，用于对所述第一谐波系数进行预处理以及双谱计算，得到所述第一谐波系数的第二谐波信号表达式；

第二谐波计算模块，用于计算所述第二谐波信号表达式的第二谐波系数、第二相位角和第二谐波项数；

放大模块，用于基于预设放大系数对所述第二谐波系数、所述第二相位角、所述第二谐波项数以及所述第一谐波系数的样点间距进行放大，并将放大后的结果代入所述第二谐波信号表达式，得到第三谐波系数；

重构信号数据获取模块，用于将所述第三谐波系数、所述第一相位角和所述第一谐波项数代入至所述第一谐波信号表达式计算，得到重构信号数据。

关于物理数据信号处理装置的具体限定可以参见上文中对于物理数据信号处理方法的限定，在此不再赘述。上述物理数据信号处理装置中的各个单元可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各单元可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个单元对应的操作。

实施例四

本实施例中，提供了计算机设备。其内部结构图可以如图2所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序，且该非易失性存储介质部署有数据库，该数据库用于存储物理数据。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与部署了应用软件的其他计算机设备通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种物理数据信号处理方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图2中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

步骤110，获取物理数据。

具体地，该物理数据为地球物理数据。本实施例中，读取地球物理数据x(n)的数据文件，获取物理数据x(n)。

步骤120，对所述物理数据进行预处理以及双谱计算，得到所述物理数据的第一谐波信号表达式。

本步骤中，对物理数据x(n)依次进行预处理和双谱计算，得到物理数据的谐波信号表达式，即第一谐波信号表达式x(t)。

一个实施例中，预处理包括对所述物理数据进行去线性背景处理、零均值化处理和周期拓展处理。双谱的计算包括通过FFT计算物理数据的频谱，得到频谱后，通过三重相关法计算物理数据的双谱。

步骤130，计算所述第一谐波信号表达式的第一谐波系数、第一相位角和第一谐波项数。

本步骤中，求取第一谐波信号表达式x(t)的谐波系数a

步骤140，对所述第一谐波系数进行预处理以及双谱计算，得到所述第一谐波系数的第二谐波信号表达式。

本步骤中，采用与步骤120中相同的方式对第一谐波系数a

一个实施例中，预处理包括去线性背景处理、零均值化处理和周期拓展处理。双谱的计算包括通过FFT计算第一谐波系数的频谱，得到频谱后，通过三重相关法计算第一谐波系数的双谱。

步骤150，计算所述第二谐波信号表达式的第二谐波系数、第二相位角和第二谐波项数。

本步骤中，求取第二谐波表达式的谐波系数aa

步骤160，基于预设放大系数对所述第二谐波系数、所述第二相位角、所述第二谐波项数以及所述第一谐波系数的样点间距进行放大，并将放大后的结果代入所述第二谐波信号表达式，得到第三谐波系数。

本实施例中，该预设放大系数为系数α，并且预设放大系数大于或等于1，将所述第二谐波系数aa

步骤170，将所述第三谐波系数、所述第一相位角和所述第一谐波项数代入至所述第一谐波信号表达式计算，得到重构信号数据。

本步骤中，将所述第三谐波系数a′

本实施例中，重构的信号x′(t)的主频较x(t)的主频提升了α(α≥1)倍，由此，实现了地球物理数据信号主频的提升，提升的幅度由输入的参数α(α≥1)来控制。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

将所述第三谐波系数、所述第一相位角和所述第一谐波项数代入至所述第一谐波信号表达式计算，得到重构信号数据。

对所述重构信号数据进行逆预处理，得到重构物理数据。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

对所述第一谐波系数进行预处理；

对预处理后的所述第一谐波系数，进行傅立叶变换，计算得到所述第一谐波系数的频谱；

基于所述第一谐波系数的频谱，计算得到所述第一谐波系数在第一象限的双谱；

从所述第一谐波系数的在第一象限的双谱中估算获得所述第一谐波系数的双谱的基频；

根据所述第一谐波系数的双谱的基频，对所述第一谐波系数进行相位偏移，得到相位偏移后的所述第一谐波系数；

基于相位偏移后的所述第一谐波系数，计算得到相位偏移后的所述第一谐波系数在第一象限的双谱；

基于所述第一谐波系数在第一象限的双谱，计算得到所述第一谐波系数的双谱的所述第一谐波信号表达式。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

对所述物理数据进行预处理以及双谱计算，得到所述物理数据的双谱；

基于所述物理数据的双谱，计算得到所述物理数据的双谱的第一谐波信号表达式。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

对所述物理数据进行预处理；

对预处理后的所述物理数据，进行傅立叶变换，计算得到所述物理数据的频谱；

基于所述物理数据的频谱，计算得到所述物理数据在第一象限的双谱；

从所述物理数据的在第一象限的双谱中估算获得所述物理数据的双谱的基频；

根据所述基频，对所述物理数据进行相位偏移，得到相位偏移后的所述物理数据；

基于相位偏移后的所述物理数据，计算得到相位偏移后的所述物理数据在第一象限的双谱。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

基于所述物理数据的频谱，计算得到所述物理数据的双谱；

基于所述物理数据的双谱，利用对称性计算得到所述物理数据在第一象限的双谱。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

对所述物理数据进行去线性背景处理、零均值化处理和周期拓展处理。

实施例五

本实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

步骤110，获取物理数据。

具体地，该物理数据为地球物理数据。本实施例中，读取地球物理数据x(n)的数据文件，获取物理数据x(n)。

步骤120，对所述物理数据进行预处理以及双谱计算，得到所述物理数据的第一谐波信号表达式。

本步骤中，对物理数据x(n)依次进行预处理和双谱计算，得到物理数据的谐波信号表达式，即第一谐波信号表达式x(t)。

一个实施例中，预处理包括对所述物理数据进行去线性背景处理、零均值化处理和周期拓展处理。双谱的计算包括通过FFT计算物理数据的频谱，得到频谱后，通过三重相关法计算物理数据的双谱。

步骤130，计算所述第一谐波信号表达式的第一谐波系数、第一相位角和第一谐波项数。

本步骤中，求取第一谐波信号表达式x(t)的谐波系数a

步骤140，对所述第一谐波系数进行预处理以及双谱计算，得到所述第一谐波系数的第二谐波信号表达式。

本步骤中，采用与步骤120中相同的方式对第一谐波系数a

一个实施例中，预处理包括去线性背景处理、零均值化处理和周期拓展处理。双谱的计算包括通过FFT计算第一谐波系数的频谱，得到频谱后，通过三重相关法计算第一谐波系数的双谱。

步骤150，计算所述第二谐波信号表达式的第二谐波系数、第二相位角和第二谐波项数。

本步骤中，求取第二谐波表达式的谐波系数aa

步骤160，基于预设放大系数对所述第二谐波系数、所述第二相位角、所述第二谐波项数以及所述第一谐波系数的样点间距进行放大，并将放大后的结果代入所述第二谐波信号表达式，得到第三谐波系数。

本实施例中，该预设放大系数为系数α，并且预设放大系数大于或等于1，将所述第二谐波系数aa

步骤170，将所述第三谐波系数、所述第一相位角和所述第一谐波项数代入至所述第一谐波信号表达式计算，得到重构信号数据。

本步骤中，将所述第三谐波系数a

本实施例中，重构的信号x′(t)的主频较x(t)的主频提升了α(α≥1)倍，由此，实现了地球物理数据信号主频的提升，提升的幅度由输入的参数α(α≥1)来控制。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

将所述第三谐波系数、所述第一相位角和所述第一谐波项数代入至所述第一谐波信号表达式计算，得到重构信号数据。

对所述重构信号数据进行逆预处理，得到重构物理数据。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

对所述第一谐波系数进行预处理；

对预处理后的所述第一谐波系数，进行傅立叶变换，计算得到所述第一谐波系数的频谱；

基于所述第一谐波系数的频谱，计算得到所述第一谐波系数在第一象限的双谱；

从所述第一谐波系数的在第一象限的双谱中估算获得所述第一谐波系数的双谱的基频；

根据所述第一谐波系数的双谱的基频，对所述第一谐波系数进行相位偏移，得到相位偏移后的所述第一谐波系数；

基于相位偏移后的所述第一谐波系数，计算得到相位偏移后的所述第一谐波系数在第一象限的双谱；

基于所述第一谐波系数在第一象限的双谱，计算得到所述第一谐波系数的双谱的所述第一谐波信号表达式。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

对所述物理数据进行预处理以及双谱计算，得到所述物理数据的双谱；

基于所述物理数据的双谱，计算得到所述物理数据的双谱的第一谐波信号表达式。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

对所述物理数据进行预处理；

对预处理后的所述物理数据，进行傅立叶变换，计算得到所述物理数据的频谱；

基于所述物理数据的频谱，计算得到所述物理数据在第一象限的双谱；

从所述物理数据的在第一象限的双谱中估算获得所述物理数据的双谱的基频；

根据所述基频，对所述物理数据进行相位偏移，得到相位偏移后的所述物理数据；

基于相位偏移后的所述物理数据，计算得到相位偏移后的所述物理数据在第一象限的双谱。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

基于所述物理数据的频谱，计算得到所述物理数据的双谱；

基于所述物理数据的双谱，利用对称性计算得到所述物理数据在第一象限的双谱。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

对所述物理数据进行去线性背景处理、零均值化处理和周期拓展处理。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。