MATLAB时频分析工具箱：非平稳信号处理的强大解决方案

资 源 简 介

该MATLAB工具箱提供直观的时频分析功能，支持多种分析方法，适用于音频处理、生物医学信号（EEG/ECG）和振动信号分析，帮助用户深入理解非平稳信号的时频特性。

详 情 说 明

MATLAB时频分析工具箱

项目介绍

MATLAB时频分析工具箱是一个功能全面、操作直观的信号分析工具，专门用于处理和研究非平稳信号的时频特性。该工具箱整合了多种经典的时频分析方法，能够有效揭示信号在时间和频率联合域中的能量分布规律，可广泛应用于音频处理、生物医学信号分析（EEG/ECG）、机械振动分析等多个工程与科研领域。

功能特性

• 多方法时频表示：支持短时傅里叶变换(STFT)、连续小波变换(CWT)和Wigner-Ville分布(WVD)等核心算法。
• 灵活的参数配置：用户可自定义采样频率、窗函数类型与长度、小波基函数、尺度范围等关键参数。
• 丰富的可视化输出：生成高质量的时频图，支持热力图、等高线等多种显示模式。
• 时频特征提取：提供瞬时频率、谱质心等特征指标的计算与统计功能。
• 结果导出与对比：支持将时频矩阵及分析结果导出，便于进一步处理或多方法对比。

使用方法

1. 准备信号数据：将待分析的一维信号（行向量或列向量，支持实数/复数）载入MATLAB工作区。
2. 设置分析参数：根据需要指定采样频率、选择分析方法（STFT/CWT/WVD）及相关参数。
3. 执行分析：调用主函数，计算信号的时频表示。
4. 结果可视化与分析：查看生成的时频图，并可选择进行特征提取或结果导出。

基本示例代码： % 载入或生成信号 load signalData.mat; % 假设信号数据存储在sig变量中，采样频率为Fs

% 使用默认参数进行STFT分析 [tfMatrix, t, f] = main(sig, Fs, 'Method', 'STFT');

% 绘制时频图 imagesc(t, f, abs(tfMatrix)); axis xy; xlabel('时间 (s)'); ylabel('频率 (Hz)'); title('短时傅里叶变换时频表示');

系统要求

• MATLAB R2018a 或更高版本
• 需要安装 Signal Processing Toolbox

文件说明

主程序文件集成了工具箱的核心分析流程，实现了信号时频表示的核心计算功能。它负责根据用户输入的方法选择和参数配置，调度相应的算法（如STFT、CWT或WVD）进行时频矩阵计算，并管理后续的结果可视化与数据导出选项。该文件是用户进行时频分析的主要交互入口。