MATLAB信号处理工具箱：基于短时傅立叶变换的时频分析系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现多维度信号时频分析，集成STFT、WVD、Cohen类分布和小波变换等核心算法。适用于非平稳信号的时频局部化分析，提供直观的时频能量分布可视化与频谱特征提取功能。

详 情 说 明

基于短时傅立叶变换与时频分析的信号处理系统

项目介绍

本项目实现了一套多维度信号时频分析系统，专用于处理非平稳信号的时频局部化分析。系统集成了短时傅立叶变换(STFT)、Wigner-Ville分布(WVD)、Cohen类时频分布以及多分辨率小波变换等先进时频分析方法，能够精准揭示信号在时频域的能量分布特征，为信号特征提取和对比分析提供强有力的工具支持。

功能特性

• 多方法时频分析：支持STFT、WVD、Cohen类分布（含Choi-Williams分布、Born-Jordan分布）和连续小波变换(CWT)
• 灵活的信号输入：兼容单通道/多通道时域信号，支持.mat文件、.txt数据文件或直接数组输入
• 参数可配置：可自定义窗函数类型、窗长度与重叠率、核函数参数、小波基函数等分析参数
• 丰富的可视化输出：生成时频分布三维图谱、时频平面二维等高线/热力图
• 智能特征提取：提供瞬时频率曲线、频谱峰值统计、能量集中度指标等特征数据
• 完整分析报告：输出MATLAB figure对象与数据文件，便于后续分析与应用

使用方法

1. 准备输入信号：准备待分析的时域信号文件（.mat或.txt格式）或直接输入数组
2. 设置采样频率：指定信号的采样频率参数
3. 配置分析参数：

- 选择窗函数类型（汉宁窗、汉明窗等） - 设置窗长度与重叠率（STFT参数） - 调整核函数参数（Cohen类分布） - 选择小波基函数（Morlet、Db系列等）

1. 执行分析：运行主程序，系统将自动完成时频分析计算
2. 查看结果：获取时频分布图谱、特征提取数据和完整分析报告

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 信号处理工具箱
• 小波分析工具箱（用于小波变换功能）
• 至少4GB内存（处理大数据集时推荐8GB以上）

文件说明

主程序文件实现了系统的核心功能流程，包括信号数据的读取与预处理、多种时频分析算法的调度执行、分析结果的可视化展示以及特征数据的提取与输出。该文件整合了所有分析方法的核心逻辑，为用户提供统一的操作接口，确保整个时频分析流程的完整性和稳定性。