基于MATLAB的连续小波变换分析工具：CWT计算与可视化系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现了一维信号的连续小波变换(CWT)分析，支持自定义小波基函数和尺度参数。提供时频热力图可视化、小波脊线提取、特征频率分析及信号重构功能。适用于信号处理与频谱分析应用。

详 情 说 明

MATLAB 连续小波变换分析与可视化系统

项目介绍

本项目是一个基于 MATLAB 平台的连续小波变换（CWT）分析与可视化系统，专门用于一维时序信号的时频分析。系统提供了完整的 CWT 计算流程，包括小波基函数生成、变换计算、结果可视化和信号重构等功能。用户可通过交互式界面灵活调节参数，实现对信号多尺度特征的深入分析，适用于信号处理、故障诊断、生物医学工程等领域的科研和教学应用。

功能特性

• 核心计算功能

- 实现一维信号的连续小波变换计算 - 支持多种小波基函数（Morlet、Mexican Hat 等可扩展类型） - 允许自定义尺度参数和采样频率设置 - 采用基于快速傅里叶变换的卷积运算实现高效计算

• 可视化分析

- 提供小波系数矩阵的时频热力图展示 - 支持小波脊线提取和特征频率分析 - 可直观对比原始信号与重构结果

• 交互式界面

- 集成参数调节控件，便于实时分析不同尺度下的信号特征 - 动态更新可视化结果，提升用户体验

• 数据处理

- 支持多种格式的一维时序信号输入（.txt、.mat 等） - 输出完整的分析报告，包括特征频率检测结果和性能参数统计

使用方法

1. 数据准备

- 准备一维时序信号数据，确保数据格式为单列或单行数组 - 可选择通过文件导入（支持 .txt 和 .mat 格式）或直接输入数组

1. 参数设置

- 在界面中指定小波类型（如 'morl' 表示 Morlet 小波） - 设置尺度范围参数，定义小波变换的尺度序列 - 输入采样频率值，确保频率坐标的正确计算

1. 执行分析

- 点击运行按钮开始小波变换计算 - 系统将自动生成小波系数矩阵和时频分析图 - 查看特征频率检测报告和重构信号验证结果

1. 结果解读

- 时频热力图中颜色深浅表示小波系数幅度 - 特征频率报告列出检测到的主要频率成分 - 重构信号与原始信号的对比可验证变换的可逆性

系统要求

• 操作系统: Windows 10/11、macOS 或 Linux
• MATLAB 版本: R2018a 或更高版本
• 必需工具箱: 信号处理工具箱、图像处理工具箱
• 内存: 最低 4GB RAM（建议 8GB 以上以处理大尺寸数据）
• 磁盘空间: 至少 2GB 可用空间

文件说明

主函数文件集中实现了系统的核心功能，包括连续小波变换计算算法、小波基函数生成逻辑、时频分析可视化渲染、小波脊线提取方法、信号重构能力以及交互式界面组件集成，通过这些功能的协同工作，用户可以完成从信号导入到时频分析的全流程处理任务。