MATLAB信号处理工具箱：基于Hilbert变换与STFT的瞬时频率分析系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现了信号瞬时频率的高精度分析，提供Hilbert变换、短时傅里叶变换和零交叉检测三种方法，支持单通道一维信号的自动瞬时频率曲线计算，适用于时频分析与非平稳信号处理研究。

详 情 说 明

基于Hilbert变换与短时傅里叶变换的信号瞬时频率分析系统

项目介绍

本项目实现信号瞬时频率的精确计算与分析功能。系统支持对单通道一维信号进行瞬时频率估计，通过多种时频分析方法（Hilbert变换法、短时傅里叶变换法、零交叉检测法）自动计算信号的瞬时频率曲线。用户可选择分析方法、调整参数（如窗函数类型、窗口长度等），系统会同步显示原始信号、时频谱图和瞬时频率曲线，并支持分析结果的数据导出与可视化对比。

功能特性

• 多方法分析：支持Hilbert变换瞬时相位差分法、短时傅里叶变换时频脊线提取、自适应阈值零交叉检测算法三种核心分析方法
• 灵活参数配置：可自定义窗函数类型、窗口长度、重叠率等关键参数
• 智能优化：可选参考频率范围输入，用于优化时频分析效果
• 完整可视化：同步显示原始信号、时频谱图和瞬时频率曲线的综合视图
• 数据导出：支持分析结果的统计报告和数据文件导出功能
• 格式兼容：支持.wav音频文件和.mat数据文件输入

使用方法

1. 准备输入信号：准备单通道时序信号文件（.wav或.mat格式）
2. 设置采样频率：如文件中未包含采样频率信息，需手动输入正确的采样频率
3. 选择分析方法：根据信号特性选择适合的分析方法（Hilbert变换法/STFT法/零交叉检测法）
4. 调整分析参数：配置窗函数类型、窗口长度、重叠率等参数，必要时设置参考频率范围
5. 执行分析：运行系统生成瞬时频率曲线和时频分析结果
6. 查看与导出：分析可视化结果，导出瞬时频率向量和统计报告

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）
• 至少4GB内存（处理长信号时推荐8GB以上）
• 支持的操作系统：Windows 7/10/11，Linux，macOS

文件说明

主程序文件实现了系统的核心控制逻辑，包括用户界面交互、信号数据读取与预处理、分析方法调度执行、参数配置管理、可视化结果显示以及分析结果导出等完整功能流程。该文件整合了所有算法模块，提供统一的处理管道，确保用户能够通过简洁的操作完成复杂的瞬时频率分析任务。