MATLAB实现基于矩形窗的短时傅里叶变换(STFT)算法

资 源 简 介

本项目通过矩形窗循环移动实现STFT，采用逐帧分段加窗处理并执行离散傅里叶变换。包含完整的信号预处理和频谱分析流程，适用于非平稳信号的时频特征提取。

详 情 说 明

基于矩形窗和循环窗移动的短时傅里叶变换（STFT）实现

项目介绍

本项目实现了一个基于矩形窗的短时傅里叶变换算法，通过精确的循环控制机制实现矩形窗在时域信号上的逐帧移动。针对每个窗口内的信号段进行离散傅里叶变换，构建完整的时频分析系统。项目特别优化了矩形窗的边界处理和重叠控制机制，确保时频分析的准确性和稳定性。

功能特性

• 矩形窗设计：实现标准矩形窗函数，确保窗口内信号段的无失真截取
• 循环窗移动控制：通过循环语句精确控制窗口的逐帧移动，支持可调重叠长度
• 边界处理优化：专门优化信号边界处的处理逻辑，避免频谱泄漏
• 灵活参数配置：支持窗长度、重叠长度、采样频率和FFT点数等参数自定义
• 完整输出体系：提供STFT矩阵、频率向量、时间向量和幅度谱等多维度输出

使用方法

% 基本调用示例 [stft_matrix, freq_vector, time_vector, magnitude_spectrum] = main(signal, window_length, overlap_length, sampling_rate, fft_points);

% 参数说明 % signal: 一维时域信号（实数或复数数组） % window_length: 矩形窗长度（采样点数） % overlap_length: 窗口重叠长度（采样点数） % sampling_rate: 采样频率（Hz） % fft_points: FFT变换点数（可选参数）

系统要求

• MATLAB R2018a 或更高版本
• 信号处理工具箱（用于基础数学运算）

文件说明

主程序文件实现了完整的STFT处理流水线，包含信号分段处理、矩形窗函数应用、离散傅里叶变换执行以及时频矩阵构建等核心功能。该文件通过循环控制机制精确管理窗口移动过程，确保相邻帧之间的重叠关系正确，并负责生成频率与时间坐标向量，最终输出可供直接使用的时频分析结果。