基于矩形窗滑动的MATLAB短时傅里叶变换(STFT)实现与分析

资 源 简 介

本项目实现了一个自定义STFT算法，通过矩形窗滑动分帧处理时域信号，采用循环结构完成频谱分析。支持自定义窗长、重叠长度等参数，并可视化生成频谱图，帮助用户深入理解信号时频特性。

详 情 说 明

基于矩形窗滑动的短时傅里叶变换(STFT)实现与分析

项目介绍

本项目实现了一个自定义的短时傅里叶变换(STFT)算法，通过矩形窗对时域信号进行分帧处理。系统采用循环结构实现窗函数的滑动操作，能够分析各类时序信号的时频特性，并生成直观的频谱图可视化结果。该实现支持窗长、重叠长度等关键参数的自定义设置，适用于音频信号处理、生物信号分析等多种应用场景。

功能特性

• 矩形窗分帧处理：采用矩形窗函数对输入信号进行分段加窗
• 滑动窗口算法：通过循环控制实现窗口的滑动与重叠处理
• 频谱分析：基于离散傅里叶变换(DFT)计算每个时间帧的频谱
• 参数自定义：支持窗长度、重叠长度、采样频率等参数的灵活设置
• 结果可视化：生成热力图形式的频谱图，清晰展示时频分布特征
• 参数报告：自动计算并输出频域分辨率、时间分辨率等关键分析参数

使用方法

1. 准备输入信号数据（一维实数或复数数组）
2. 设置分析参数：

- 窗长度：定义矩形窗的采样点数 - 重叠长度：定义相邻窗口之间的重叠采样点数 - 采样频率：用于频率轴的正确标定

1. 运行主程序进行STFT分析
2. 查看输出的时频谱矩阵和幅度谱图
3. 分析生成的频谱图可视化结果和参数报告

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 信号处理工具箱（用于参考对比验证）
• 足够的内存容量以处理大型信号数据

文件说明

主程序模块整合了完整的STFT分析流程，包含信号输入处理、矩形窗函数设计、滑动窗口控制机制、离散傅里叶变换计算、时频矩阵生成、幅度谱提取、频谱图可视化绘制以及分析参数计算与报告生成等核心功能。该模块实现了从原始信号到时频分析结果的全流程自动化处理。