瞬态脉冲信号是一种很常见的信号，在水声学、超声学、地震学、光学、振动等学科领域中有着广泛的应用，工程上也常用这些信号完成对研究对象的测试，对于这种信号的处理方法一直是研究的热点。由于这种信号具有信息量大、持续时间短等特点，所以用常规的信号处理方法很难取得较好的分析效果。　　 本文首先对时频分析方法作了一个较为全面的回顾，分析了各种方法的异同，随后，用同一个非平稳信号作为分析对象，对比了几种时频分析方法的处理结果。然后，本文给出了基于线性时变滤波的时频域滤波方法，以及基于尺度的小波域滤波方法，给出了一组参数化高斯窗函数构成的滤波系统的参数选择方案，并给出了对一个多模态信号进行模式分量提取的仿真结果。　　 之后，本文介绍了海洋中声传播的理论，分析了声信号频散现象的原因，然后介绍了海洋中声信号的群延迟和群速度、相位延迟和相速度的相关理论；在此基础上，提出了以瞬态脉冲信号作为声源，用两个水听器的接收信号，提取海洋声信号群速度和相速度。　　 在对信号进行群速度提取时，需要首先计算群延迟，于是引出了群延迟与信号包络以及信号重心的关系问题，本文对此进行了研究并提出了一种估计群延迟的建议方法，并以此方法对海洋中脉冲声源激发的信号的群延迟和群速度进行计算，取得了较为精确的计算结果。　　 目前水声领域直接对信号相速度进行提取的方法很少见诸报道，本文提出了一种窄带相关的方法，用以计算海洋中声信号的相速度，随后的仿真计算也证明了该方法的有效性。　　 最后，通过对一次海洋声传播实验的数据进行处理，证明了本文提出的方法的可行性，并给出了群速度和相速度的提取结果。