MATLAB短时傅立叶变换（STFT）信号分析工具

资 源 简 介

ShortTimeFourierTransformAnalyzer实现了一维时域信号的短时傅立叶变换分析和可视化，通过滑动窗口技术提取信号的局部频率特征。支持多种窗函数选择与参数调节，并生成清晰的二维时频谱图，适用于信号处理研究和应用。

详 情 说 明

ShortTimeFourierTransformAnalyzer 项目说明

1. 项目介绍

本项目实现了一个短时傅立叶变换（STFT）信号分析及可视化工具。它通过滑动窗口技术将一维时域信号转换为时频域表示，能够有效捕捉和分析非平稳信号的局部频率特征随时间变化的情况。该工具集成了多种窗函数选项与参数调节功能，并提供直观的二维时频谱图展示，适用于信号处理、音频分析和振动监测等领域的时频分析需求。

2. 功能特性

• 核心分析：利用滑动窗口与快速傅立叶变换（FFT）实现信号从时域到时频域的转换
• 灵活参数配置：支持自定义窗口长度、重叠长度以及采样频率
• 多种窗函数：提供包括汉明窗（hamming）、汉宁窗（hanning）、矩形窗（rectwin）在内的常用窗函数选择
• 全面输出：生成包含复数STFT矩阵、频率轴向量、时间轴向量以及对应的时频可视化图谱
• 直观可视化：以二维灰度或彩色图像清晰展示信号能量在时间和频率维度上的分布

3. 使用方法

1. 准备输入信号：提供一维时域信号数组（实数或复数）
2. 设置参数：

- 指定信号的采样频率（Hz） - 选择窗函数类型（如 'hamming'） - 定义分析窗口的长度（样本点数） - 设置窗口之间的重叠长度（样本点数）

1. 执行分析：工具将自动计算并返回STFT矩阵、频率轴、时间轴
2. 查看结果：生成的时频谱图将直观呈现信号的时变特性

4. 系统要求

• 操作系统：跨平台（Windows/macOS/Linux）
• 软件环境：需要安装MATLAB（推荐R2018a或更高版本）
• 内存：建议不少于4GB，处理大型信号时需更高内存

5. 文件说明

项目主入口文件封装了短时傅立叶变换的完整处理流程，其核心功能包括：根据用户输入的信号与参数配置执行STFT计算、生成对应的频率与时间坐标向量、对计算结果进行幅度转换以准备可视化，并最终绘制出时频谱图以供分析。该文件整合了参数校验、窗函数应用、FFT计算以及图形绘制等关键步骤，是项目功能的主要集成与实现者。