时频分析是当今时变非平稳信号处理的有力工具,已成为现代信号处理的一个研究热点。由于地震勘探中获得的地震信号属于一种非平稳信号,而时频分析方法提供了时间域与频率域的联合分部信息,清楚得为我们呈现了地震信号的频率随时间变化的关系。本文在系统的介绍时频分析的概念、性质,瞬时参数的概念及分类,还给出了常用的时频变换的形式如:短时傅里叶变换、Wigner-Ville分布、小波变换、Hilbert变换、S变换,并通过研究对比对上述几种分析方法的优劣做了初步的分析。对广义的S变换在实际地震资料处理中的应用做了较深入的研究,通过计算机仿真实验验证后,在石南斜坡古近系区域地震资料处理中做了相应的应用。取得了很好的效果,说明对于非平稳信号,广义的S变换比其他变换更具有优越性。其中广义的S变换很好的弥补了用小波变换进行信号分析时失去频率的直观性的不足,不但显示了多分辨的特点,还能将时间-频率的关系直观地在时频表现出来,这样更方便对信号进行处理。同时广义的S变换不但具有多尺度聚焦性,还直接和各频率分量相对应,这也是它与傅里叶变换、短时傅里叶变换以及小波变换的根本区别。函数窗口的变化可根据识别目标体的实际需要灵活选择,但它仍旧受到不确定原理的限制,在应用中选取参数时要兼顾时间和频率的分辨率。还有广义的S变换的计算的效率大大提高了,这与广义的S变换和傅里叶变换直接相联系的特性决定的。另外在实际地震资料处理中通过对单道和多道数据的分析表明,广义的S变换能在时频展布上发挥独特的优势,这样在对特征信息的提取和识别中,就具有较高的目的性和针对性,为地震资料的进一步处理和解释提供了可靠的依据。由于受石南斜坡工区属于海相地震勘探的影响,在陆相勘探中的应用需作进一步研究。