短时傅里叶变换

资 源 简 介

短时傅里叶变换

详 情 说 明

短时傅里叶变换（STFT）是一种兼顾时域和频域特性的信号处理方法，通过将信号分割成较短的时间段并在每个时间段上应用傅里叶变换，有效解决了传统傅里叶变换缺乏时间分辨能力的问题。它的核心思路是通过滑动窗口截取信号的局部片段，再对每个窗口内的信号做频谱分析。

在实现上，STFT通常会涉及几个关键参数的设置：窗口类型（如汉明窗、矩形窗）、窗口长度以及重叠率。窗口类型决定了频谱泄露的程度，窗口长度决定了时间分辨率和频率分辨率的平衡，而重叠率则影响时频谱的连续性。现代时频分析工具箱可以自动优化这些参数，例如根据信号特性动态调整点数或窗口大小。

STFT的输出结果为时频矩阵，能够直观展示信号频率成分随时间的变化。通过绘制时频谱的等高线图，可以更清晰地观察到能量集中的频带及其时间分布特征，这对非平稳信号分析（如语音、振动信号）尤为重要。这种方法的局限性在于窗口长度固定的情况下，时间分辨率和频率分辨率无法同时达到最优。