短时傅立叶变换实现的心音时间、频率分析

资 源 简 介

短时傅立叶变换实现的心音时间、频率分析

详 情 说 明

短时傅立叶变换（STFT）是一种广泛应用于非平稳信号分析的时频分析方法，特别适用于心音信号的处理。心音信号具有时变特性，传统的傅立叶变换无法有效捕捉其动态变化，而STFT通过将信号分割为多个短时窗口并分别进行频谱分析，能够在时间维度上跟踪频率成分的变化。

在本程序中，STFT被用于心音信号的时间、频率联合分析。实现的关键步骤包括：首先通过滑动窗口机制将连续的心音信号分割为多个短时段，然后对每个窗口内的信号进行加窗处理（常用汉明窗或汉宁窗）以减少频谱泄漏，最后对每个窗口信号执行快速傅立叶变换（FFT）得到局部频谱。

通过调整窗口长度和重叠率，可以在时间分辨率和频率分辨率之间取得平衡：较短的窗口能提高时间分辨率但会降低频率分辨率，反之亦然。分析结果通常以时频谱图形式呈现，横轴表示时间，纵轴表示频率，颜色深浅反映能量强度，这种可视化方式能直观展示心音信号中关键成分（如S1、S2心音）的时频特征。

该分析方法为心脏疾病的辅助诊断提供了重要依据，例如通过检测异常心音的频率分布或持续时间变化来识别病理特征。