MATLAB实现小波变换与希尔伯特-黄变换的时频特性对比分析系统

资 源 简 介

本MATLAB项目通过小波变换和希尔伯特-黄变换对信号进行时频分析，实现预处理、特征提取与可视化比较，帮助用户直观理解两种方法的特性差异与应用场景。

详 情 说 明

基于小波变换与希尔伯特变换的时频特性对比分析系统

项目介绍

本项目为基于MATLAB开发的时频分析对比系统，核心目标是通过对同一信号分别应用小波变换与希尔伯特-黄变换两种主流时频分析方法，实现对两种方法特性差异的系统性对比分析。系统集成了信号预处理、特征提取、时频分析计算和可视化比较等完整流程，提供交互式参数调整界面，支持用户实时观察不同参数设置下的处理效果差异。

功能特性

• 多格式信号输入支持：支持.mat格式文件导入或手动生成仿真信号（如线性调频、多频成分等典型测试信号）
• 双方法并行分析：同步实现连续小波变换（CWT）、离散小波变换（DWT）和希尔伯特-黄变换（HHT）计算
• 参数灵活配置：允许用户自定义采样频率、小波基函数（Morlet、Daubechies等）、经验模态分解层数、分析时间窗口等关键参数
• 多维度可视化：提供小波变换三维谱图与二维等高线图、希尔伯特变换瞬时频率与幅度图的对比展示
• 定量性能评估：生成时频分辨率对比分析报告，计算能量集中度、边缘效应等定量比较指标
• 交互式细节探索：支持滑动时间窗口查看局部细节，便于深入分析特定时段内两种方法的性能表现

使用方法

1. 启动系统：运行主程序文件，系统将自动加载默认参数配置并启动图形用户界面
2. 信号输入：通过界面选择导入.mat格式信号文件或生成自定义仿真信号，设置相应的采样频率参数
3. 参数配置：根据分析需求选择小波基函数类型、设置HHT经验模态分解层数、调整分析时间窗口范围
4. 执行分析：点击分析按钮启动计算流程，系统将并行执行两种时频分析方法
5. 结果查看：在交互界面中查看对比可视化结果，通过滑动条调整观察时间窗口，详细阅读生成的定量分析报告
6. 参数优化：根据初步结果调整分析参数，重新执行分析以获得更优化的时频表征效果

系统要求

• 操作系统：Windows 10/11，macOS 10.14+ 或 Linux主流发行版
• MATLAB版本：R2018a或更高版本
• 必要工具箱：Signal Processing Toolbox，Wavelet Toolbox
• 内存建议：至少4GB可用内存（处理长信号时建议8GB以上）
• 磁盘空间：至少500MB可用空间

文件说明

主程序文件整合了系统的完整功能框架，实现了用户交互界面的构建与事件响应处理，包含信号数据读取与预处理模块、小波变换分析执行单元、希尔伯特-黄变换计算引擎、时频结果可视化组件以及对比分析报告生成器。该文件通过协调各功能模块的工作流程，确保用户能够通过图形界面完成从信号输入到结果对比的完整分析过程。