基于MATLAB的语音信号短时傅里叶变换分析系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现语音信号STFT全流程分析，支持GUI/命令行读取wav/mp3文件，完成归一化、分帧、加窗预处理后生成时频可视化结果，适用于语音处理教学与研究。

详 情 说 明

基于MATLAB的语音信号短时傅里叶变换分析与可视化系统

项目介绍

本项目实现了一个完整的语音信号短时傅里叶变换（STFT）分析系统，专为语音信号处理教学与科研设计。系统通过MATLAB环境提供了从语音文件读取、预处理到时频分析与可视化的完整解决方案，支持交互式参数调节和专业级分析结果输出。

功能特性

• 多格式语音支持：兼容.wav、.mp3等常见音频格式，采样率支持8kHz-48kHz
• 灵活的参数配置：可调节窗函数类型（汉明窗、汉宁窗等）、帧长（128-2048采样点）、帧移（帧长的25%-75%）
• 专业预处理功能：提供信号归一化、预加重、静音段剔除等预处理选项
• 多样化可视化：生成时频谱图（二维热力图）、频谱瀑布图（三维立体展示）
• 完整分析报告：输出最大频率成分、能量分布等统计信息
• 数据导出支持：支持STFT系数矩阵、参数配置日志导出
• 音频对比功能：提供原始语音与重构语音的对比播放预览

使用方法

1. GUI界面操作：

- 运行主程序后，通过图形界面选择语音文件 - 设置分析参数（窗函数、帧长、帧移等） - 执行分析并查看可视化结果 - 导出分析报告和数据

1. 命令行操作：

- 通过函数调用直接传入文件路径和参数 - 获取分析结果矩阵和统计信息 - 编程方式生成可视化图形

系统要求

• MATLAB版本：R2018b或更高版本
• 必要工具箱：Signal Processing Toolbox、Audio Toolbox
• 推荐配置：4GB以上内存，支持OpenGL的显卡
• 操作系统：Windows 7+/macOS 10.12+/Linux（需MATLAB支持）

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能模块，包括用户界面初始化、语音数据读取与验证、信号预处理流程控制、短时傅里叶变换算法执行、多种可视化图形生成、分析结果统计计算以及数据导出功能管理。该文件作为系统的中央调度单元，协调各功能模块有序运行，确保从参数输入到结果输出的完整分析流程顺利执行。