基于MATLAB的短时傅里叶变换语谱图分析系统

资 源 简 介

本项目实现了一个自定义STFT语谱图生成系统，支持音频信号预处理、分帧加窗、频谱分析和可视化。用户可自定义参数生成高分辨率语谱图，直观展示音频时频特性，适用于信号处理和音频分析场景。

详 情 说 明

基于短时傅里叶变换的自定义语谱图分析系统

项目介绍

本项目实现了一个功能完整的语谱图生成与分析系统，核心在于通过自定义的算法流程清晰展示音频信号的时频特性。系统集成了从音频输入、信号预处理、STFT分析到结果可视化的完整链路，支持用户自定义关键处理参数与可视化样式，适用于音频分析、教学演示及科研数据处理等场景。

功能特性

• 多格式音频输入支持：可直接读取常见格式的音频文件，也支持直接输入预处理的音频信号数组进行分析。
• 灵活的参数配置：允许用户自定义采样频率、帧长、帧移、窗函数类型（如汉明窗、汉宁窗）等核心STFT参数。
• 自定义色彩映射：提供多种色图选择，并可调整动态范围等色彩参数，优化语谱图的可视化效果。
• 多维输出结果：系统生成高分辨率的二维语谱图图像，同时输出包含频率-时间-强度信息的三维数据矩阵，并可提供频谱特征分析报告（如峰值频率、能量分布等统计信息）。

使用方法

1. 准备音频：将待分析的音频文件置于指定路径，或准备好音频数据数组。
2. 配置参数：在脚本中设置或通过界面选择采样率、窗函数、帧长、帧移、色彩映射等参数。
3. 运行分析：执行主程序，系统将自动完成音频读取、分帧加窗、STFT计算及语谱图渲染。
4. 查看结果：生成的语谱图将显示在图形窗口中，同时可在工作区获取三维数据矩阵与分析报告。

系统要求

• 操作系统：Windows / Linux / macOS
• 软件环境：需要安装 MATLAB（推荐 R2016a 或更高版本）
• 依赖工具箱：需确保 Signal Processing Toolbox 和 Image Processing Toolbox 可用

文件说明

主程序文件承载了系统的核心调度与执行功能。其主要能力包括：协调并调用各个子功能模块以实现完整的语谱图分析流程，具体涵盖音频数据的读取与初始参数设置、执行信号的分帧与加窗预处理、调用短时傅里叶变换进行频谱计算、根据用户配置进行语谱图的可视化渲染，以及最终的结果输出与数据导出。