现代信号处理技术已经渗透到我们生活的方方面面。信号的频率、振幅、相位等的变化可以记录和表征各种各样的波形信息，对于地震信号来说，不同地下介质的反射信号的波形特征也不同，因此通过合适的方法提取这些波形的特征并对它们进行分类，就可以区分出不同的地下介质，基于波形特征的信号分类技术在寻找地下油气储层等方面有重要应用。本文回顾了基于波形特征的信号分类技术的背景及研究现状，从波形的去噪预处理，特征提取和特征选择，分类算法等步骤详细介绍了该技术的流程，同时针对特征提取和分类算法等几个实际问题进行了深入研究，形成了一套适用于实际的基于波形特征的信号分类方法。具体的创新工作如下：1、在叠后地震信号的波形分类技术中，传统方法都是采用无监督分类算法,而忽视了测井数据等重要的先验信息，因而分类结果只是基于数据驱动的，分类结果与地下实际油气分布的联系不够紧密。本文提出了将这些先验信息作为有标签样本，与大量无标签样本结合进行分类的算法——半监督EM算法。分类结果的合理性和准确度等都得到了提升。将本文提出的算法分别应用于荷兰北海油田F3、四川元坝气田、四川荷包场地区的叠后信号分类中，分类效果与传统方法相比有较大提升。2、不同入射角的地震反射是有变化的，不同地下介质的地震反射其变化规律是不同的，而叠后地震信号将不同入射角的叠前地震反射进行叠加，不能反映不同入射角地震反射的变化。也就是说叠后地震信号的波形分类不能根据不同入射角地震反射的变化规律，来对地震信号的波形进行分类。针对该问题本文提出了一种叠前地震信号波形分类算法，并与叠后地震信号分类结果进行了比较，在连续性和细节表现等方面都有提升；同时，分别用切比雪夫系数拟合及方差法来进行特征提取和特征选择，在降低叠前地震信号冗余的同时提升了分类器性能。将本文提出的算法应用于内蒙古苏里格气田的叠前信号分类中，并与同一地区的叠后信号分类结果比较，说明本文提出的方法是合理可行的。