MATLAB时频分析工具箱：Wigner-Ville分布计算系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现了基于离散信号的时频分布分析，包含经典Wigner-Ville分布及其平滑改进版本。通过tfrpwv和tfrspwv两个核心算法模块，提供精确的时频特征计算与可视化功能，适用于信号处理与振动分析等应用场景。

详 情 说 明

MATLAB时频分布工具箱——Wigner-Ville与平滑伪Wigner-Ville分布计算系统

项目介绍

本MATLAB工具箱基于Wigner-Ville分布理论，实现了离散信号的时频联合分析功能。系统包含两个核心算法模块：经典Wigner-Ville分布和平滑伪Wigner-Ville分布，能够精确计算信号在时频域的能量分布特征。通过先进的信号处理技术，本系统可为非平稳信号分析、振动工程、语音处理和生物医学信号分析等领域提供专业的时频分析解决方案。

功能特性

• 双算法核心：同时实现经典Wigner-Ville分布（tfrpwv）和平滑伪Wigner-Ville分布（tfrspwv）
• 交叉项抑制：tfrspwv模块通过优化设计的平滑窗函数有效降低Wigner-Ville分布的交叉项干扰
• 多格式支持：兼容实数和复数信号输入，适应不同的工程应用场景
• 参数可配置：支持时间点数、频率点数、平滑窗函数类型和长度等参数灵活设置
• 完整可视化：提供时频分布的三维曲面图、二维等高线图等多种可视化输出
• 分析报告生成：可输出能量分布统计特征和交叉项抑制效果分析报告

使用方法

基本调用示例

% 生成测试信号 t = 0:0.001:1; x = chirp(t, 0, 1, 100);

% 计算经典Wigner-Ville分布 [TFR, t_axis, f_axis] = tfrpwv(x);

% 计算平滑伪Wigner-Ville分布（带汉明窗） [TFR_smooth, t_axis, f_axis] = tfrspwv(x, 'window', 'hamming', 'window_length', 64);

参数配置说明

• 信号数据（X）：一维离散时间序列（必需参数）
• 时间点数（N）：时频分布的时间分辨率（可选，默认自动计算）
• 频率点数（M）：时频分布的频率分辨率（可选，默认自动计算）
• 平滑窗函数：tfrspwv专用，支持'hamming'、'hanning'、'blackman'等类型
• 采样频率（Fs）：用于频率轴实际物理标定（可选）

系统要求

• MATLAB R2016b或更高版本
• 信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）
• 至少2GB可用内存（建议4GB以上用于处理长序列信号）

文件说明

主程序文件整合了完整的时频分布计算流程，包含信号预处理、算法参数配置、核心分布计算以及结果可视化输出等核心功能。该文件实现了用户交互接口，支持多种输入参数组合，能够自动调用相应的算法模块并生成标准的时频分析结果。同时提供了错误检查机制和默认参数优化设置，确保计算过程的稳定性和结果的可重复性。