MATLAB非平稳信号时频分析工具箱

资 源 简 介

基于MATLAB开发的专业工具箱，提供非平稳信号的预处理、时频变换、瞬时频率估计和非平稳性量化分析功能。适用于生物医学、通信系统及地震信号处理等领域，助力多学科研究与工程应用。

详 情 说 明

非平稳信号时频分析工具箱

项目介绍

本项目是基于MATLAB开发的非平稳信号时频分析工具箱，专门用于处理和分析非平稳信号。工具箱集成了多种先进的时频分析方法，可对生物医学信号、地震信号、通信信号等非平稳时间序列进行时频变换、特征提取和可视化分析，为相关领域的研究人员提供了一套完整、易用的分析解决方案。

功能特性

• 多格式信号输入支持：兼容.mat文件、CSV格式及直接数组输入，支持单通道或多通道时间序列
• 信号预处理功能：提供噪声滤除、信号对齐等预处理选项
• 多种时频分析方法：

- 短时傅里叶变换（STFT） - 连续小波变换（CWT） - Wigner-Ville分布（WVD） - 平滑伪Wigner-Ville分布（SPWVD）

• 丰富的参数配置：可自定义采样频率、信号长度、窗函数类型、尺度参数等
• 特征提取能力：瞬时频率估计、非平稳性量化指标（熵、带宽等）
• 多样化输出：时频分布图（二维热图/三维曲面图）、分析结果可导出为PNG/FIG图像或MAT/CSV数据文件

使用方法

1. 准备输入信号：将待分析信号保存为.mat文件、CSV格式或直接准备MATLAB数组
2. 配置分析参数：设置采样频率、选择时频分析方法及相关参数
3. 执行分析：运行主程序，工具箱将自动完成信号预处理、时频分析和特征提取
4. 查看结果：分析结果将以图形化方式展示，并可选择导出所需格式

基本调用示例： % 加载信号数据 load('signal_data.mat');

% 配置分析参数 params.fs = 1000; % 采样频率 params.method = 'STFT'; % 时频分析方法 params.window = 'hamming'; % 窗函数类型

% 执行时频分析 results = main_analysis(signal, params);

% 可视化结果 plot_tf_results(results);

系统要求

• MATLAB版本：R2018a或更高版本
• 必需工具箱：Signal Processing Toolbox, Wavelet Toolbox
• 内存建议：至少4GB RAM（处理大型信号数据集时推荐8GB以上）
• 磁盘空间：至少500MB可用空间

文件说明

主程序文件整合了工具箱的核心功能，实现了从信号输入、参数配置到分析结果输出的完整流程。该文件包含信号预处理模块、多种时频变换算法的调用接口、瞬时频率与非平稳性特征的计算逻辑，以及结果可视化和数据导出的综合控制功能。用户可通过修改该文件中的参数设置来定制不同的分析方案，满足特定研究需求。