MATLAB多维FFT快速傅里叶变换工具箱

资 源 简 介

本MATLAB项目实现基于fft-dim参数的多维信号快速傅里叶变换，支持2D/3D数据沿指定维度的频谱分析。通过灵活控制变换维度，可高效处理多维数组的频域计算，适用于图像处理、科学计算等场景。

详 情 说 明

基于FFT-Dim的多维信号快速傅里叶变换及频谱分析系统

项目介绍

本项目实现了多维数组的快速傅里叶变换（FFT）功能，通过灵活的dim参数控制，允许用户指定对多维数据的特定维度进行傅里叶变换。系统可高效处理2D/3D信号数据，提供频谱计算、频域滤波、多维度频谱分析和可视化展示等完整解决方案，适用于声学信号处理、医学影像分析等多个领域。

功能特性

• 多维度FFT变换：支持沿指定维度的快速傅里叶变换，dim参数可灵活控制
• 频域滤波操作：提供基于频域的滤波功能，支持自定义滤波器设计
• 频谱分析比较：支持多维度频谱特征的对比分析
• 可视化展示：提供时频域数据的多种可视化方式，包括：

- 指定维度的频谱图 - 三维频谱分布图 - 幅度谱/相位谱展示

• 统计分析：输出频域能量分布统计报告

使用方法

基本调用

% 输入多维数据（如128×256声谱图或100×100×50的3D影像） input_data = randn(128, 256); % 示例输入

% 默认沿第一个非单一维度进行FFT freq_domain = main(input_data);

% 指定维度进行变换（如沿第二维） freq_domain_dim2 = main(input_data, 'dim', 2);

参数说明

• 必需参数：多维数值数组（矩阵/三维数组等）
• 可选参数：

- dim：指定变换维度（整数值，默认第一个非单一维度）

• 支持数据类型：double/single复数或实数矩阵

输出结果

• 主要输出：变换后的复数频域数据（保持输入维度）
• 附属输出：幅度谱、相位谱计算结果
• 可视化输出：交互式频谱分析图表
• 分析报告：频域能量分布统计信息

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）
• 建议内存：4GB以上（处理大型3D数据时推荐8GB+）

文件说明

主程序文件实现了系统的核心处理流程，包括多维信号数据的输入验证、基于指定维度的快速傅里叶变换执行、频域结果的幅相特性计算、频谱分布的可视化生成以及分析报告的数据统计功能。该文件整合了维度参数解析、变换算法调度和结果输出管理等关键模块，确保系统能够高效处理不同维度的信号数据并提供完整的频谱分析解决方案。