MATLAB短时傅立叶变换(STFT)信号时频分析工具包

资 源 简 介

本工具包提供完整的STFT实现代码，专用于分析非平稳信号的时频特性。包含核心算法、窗函数选择、重叠采样等模块，支持参数自定义，可快速集成至MATLAB环境进行时频分析。

详 情 说 明

基于MATLAB的短时傅立叶变换(STFT)信号时频分析工具包

项目介绍

本项目提供完整的短时傅立叶变换(STFT)实现代码，专门用于分析非平稳信号的时频特性。该工具包包含核心STFT算法、窗函数选择、重叠采样设置等功能模块，支持用户自定义分析参数，能够直接集成到MATLAB环境中使用。项目采用模块化设计，代码注释详细，无需解压密码即可使用。

功能特性

• 完整的STFT实现：基于滑动窗傅立叶变换算法，提供精确的时频分析
• 灵活的窗函数选择：支持多种窗函数类型（如hamming、hann等），满足不同分析需求
• 可调参数设置：用户可自定义窗长度、重叠长度、FFT点数等关键参数
• 时频分辨率优化：采用先进的时频分辨率优化技术，平衡时间与频率分辨率
• 边界效应抑制：有效处理信号重叠与边界效应问题
• 多输出格式：提供时频矩阵、坐标向量及可视化图形输出

使用方法

输入参数

• 时域信号序列：一维实数或复数数组
• 采样频率：标量，单位Hz
• 窗函数类型：字符串（如'hamming'、'hann'等）
• 窗长度：标量，采样点数
• 重叠长度：标量，采样点数或百分比
• FFT点数：可选参数，默认与窗长度一致

输出结果

• 时频矩阵：二维复数矩阵，行表示频率，列表示时间
• 频率坐标向量：一维数组，对应频率轴刻度
• 时间坐标向量：一维数组，对应时间轴刻度
• 频谱幅度图：可选图形输出
• 相位谱图：可选图形输出

基本调用示例

% 生成测试信号 fs = 1000; % 采样频率1000Hz t = 0:1/fs:1; signal = chirp(t, 100, 1, 200); % 线性调频信号

% 执行STFT分析 [TFR, f, t] = main(signal, fs, 'hamming', 256, 128, 512);

% 绘制频谱图 imagesc(t, f, abs(TFR)); axis xy; xlabel('时间(s)'); ylabel('频率(Hz)');

系统要求

• MATLAB R2016a或更高版本
• 信号处理工具箱（推荐，用于扩展功能）
• 至少2GB可用内存（处理大信号时建议4GB以上）

文件说明

主程序文件实现了完整的STFT分析流程，包括信号预处理、窗函数应用、重叠分段处理、FFT计算以及结果后处理等核心功能。该文件整合了参数验证、边界效应处理、坐标轴生成等关键模块，提供了统一的调用接口，确保分析结果的准确性和可靠性。同时支持可选的可视化输出，方便用户直观观察信号的时频特性。