MATLAB非平稳信号时频分析与参数估计工具箱

资 源 简 介

本MATLAB工具箱提供先进的时频分析方法，支持非平稳信号的瞬时频率、幅值及能量分布估计，为通信、生物医学及地震信号处理等领域提供高效解决方案。

详 情 说 明

非平稳信号时频分析与参数估计工具箱

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB开发的非平稳信号处理工具箱，专注于实现高效的时频分析与参数估计。工具箱通过集成多种先进的时频分析算法，为通信、生物医学、地震信号处理等领域的科研人员与工程师提供了强大的信号处理能力，支持对非平稳信号的瞬时频率、瞬时幅值以及能量分布进行精确测量与分析。用户既可通过直观的图形用户界面（GUI）进行操作，也可通过脚本灵活调用核心算法，实现参数的可视化、统计与导出。

功能特性

• 多元时频分析方法：集成短时傅里叶变换（STFT）、小波变换（Wavelet Transform）、Wigner-Ville分布（WVD）及其多种改进算法，以应对不同特性的非平稳信号。
• 灵活的数据输入：支持单通道或多通道非平稳信号数据，可读取常见的 .mat、.csv 或 .wav 格式文件。
• 参数化分析：允许用户自定义关键分析参数，如采样频率、窗函数类型、小波基函数、信号分段长度等，以满足特定分析需求。
• 丰富的输出结果：

* 时频分布二维图谱（时频能量热力图） * 瞬时频率与瞬时幅值估计曲线 * 关键参数统计报告（如峰值频率、能量集中度、时频脊线数据）

• 便捷的结果导出：支持将分析结果导出为图像文件（.png/.fig）或结构化的参数表格（.xlsx/.mat），便于进一步研究或报告撰写。

使用方法

1. 启动工具箱：在MATLAB环境中，运行 main.m 文件即可启动图形用户界面。
2. 加载信号数据：在GUI界面中，选择“加载数据”按钮，导入待分析的信号文件。
3. 设置分析参数：根据信号特性和分析目标，选择合适的时频分析方法（如STFT、小波变换等）并配置相应参数。
4. 执行分析与查看结果：点击“运行分析”按钮，工具箱将自动完成计算，并显示时频图谱、瞬时参数曲线等结果。
5. 导出结果：分析完成后，可利用界面提供的导出功能，将图形或数据统计报告保存至指定路径。

对于高级用户，亦可直接调用工具箱提供的各函数脚本，在MATLAB命令窗口或自有脚本中实现批量处理或集成分析。

系统要求

• 操作系统：Windows 10 / 11, macOS 10.14 或更高版本，或主流Linux发行版。
• 软件环境：MATLAB R2018a 或更高版本。
• 内存建议：推荐8GB及以上内存，处理大型信号数据时建议16GB或更多。

文件说明

主程序文件集成了工具箱的核心功能与用户交互界面。它主要负责初始化图形用户界面环境，接收用户通过界面输入的数据文件路径与分析参数设置，并据此调度不同的时频分析算法模块（如短时傅里叶变换、小波变换等）进行信号处理。此外，该文件还控制着分析结果（包括时频图谱、瞬时参数曲线）的可视化显示，并管理最终分析报告与图像的生成与导出操作。