信号处理——时频分析

经典傅里叶变换的限制:

1、只能反映信号的整体特性;(完全是时域或频域)

2、要求信号满足平稳条件;

3、必须获得时域中的全部信息。

所以引入时频分析,同时使用时间和频率的联合函数来表示信号。

1 时频分析

1.1 短时Fourier变换

具体理论可以参看参考资料[1]的103~105页。

短时傅里叶变换的实现:

tfr,t,f\]=tfrstft(x) tfr为短时傅里叶变换的变换系数,t为系数tfr对应的时刻,f为归一化频率向量。 例1:构建一个有256个点的正弦信号x,在\[30,80\]区间的频率为32Hz,在\[140,190\]区间的频率为64Hz。fs=256Hz.用tfrstft对x进行时频分析。 clc; clear; fs=256; ts=1/fs; N=256; pt=0*ts:ts:(N-1)*ts; t1=zeros(N,1); t2=zeros(N,1); t1(30:80)=pt(30:80); t2(140:190)=pt(140:190); f1=32; f2=64; x=sin(2*pi*f1*t1)+sin(2*pi*f2*t2); figure(1); subplot(311) plot(pt,x); xlabel('time/s'); ylabel('幅值'); title('时域图') subplot(312) [tfr,t,f]=tfrstft(x); pcolor(t,f(1:N/2,1),abs(tfr([1:N/2],:))); colorbar; xlabel('采样点'); ylabel('归一化频率') title('时频分布') subplot(313) t=(t-1)/fs; f=f*fs; pcolor(t,f(1:N/2,1),abs(tfr([1:N/2],:))); xlabel('time/s'); ylabel('频率/Hz'); colorbar; ![](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/07d49323fe8c4f6d85f8e9eb28406ae9.png) ![](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/b1fbca162c3041ba984ef56c7efc0b4a.png) ### 1.2 Gabor变换 理论部分在参考资料\[1\]中110\~111. Gabor变换以高斯函数为窗函数。 选择高斯函数的原因:1、高斯函数的傅里叶变换仍为高斯函数;2、Gabor变换是最优的窗口Fourier变换。 **Gabor变换才是真正意义上的时间-频率分析。** Gabor变换的局限性:时间频率的宽度对所有频率是固定不变的。 matlab实现: \[tfr,dgr,gam\]=tfrgabor(x) \[tfr,dgr,gam\]=tfrgabor(x,N) N为Gabor系数的个数 \[tfr,dgr,gam\]=tfrgabor(x,N,Q) Q为过采样度。 例2 对信号进行gabor变换 clc; clear; fs=256; t=0:1/fs:1-1/fs; y=cos(20*pi.*t.*t)+cos(2*pi.*cos(6*pi.*t)+120*pi.*t); tfrgabor(y',64,32) ![](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/5120015924b2458c9ca75f9f7342e342.png) ### 1.3 Wigner-Ville时频分析 \[1\] 张玲玲 《基于matlab的机械故障诊断技术案例教程》

相关推荐
小李独爱秋1 小时前
计算机网络经典问题透视:RTS/CTS是强制使用还是选择使用?
网络协议·计算机网络·网络安全·信息与通信·信号处理
小李独爱秋2 小时前
计算机网络经典问题透视:无线局域网MAC协议中的SIFS和DIFS究竟是什么?
网络协议·计算机网络·macos·网络安全·信息与通信·信号处理
fanged1 天前
信号处理入门3(频域分析)
信号处理
枷锁—sha1 天前
【CTFshow-pwn系列】06_前置基础【pwn 035】详解:利用 SIGSEGV 信号处理机制
java·开发语言·安全·网络安全·信号处理
ghie90901 天前
使用经验模态分解(EMD)处理振动信号,并结合样本熵进行特征提取
信号处理
Aaron15882 天前
通信灵敏度计算与雷达灵敏度计算对比分析
网络·人工智能·深度学习·算法·fpga开发·信息与通信·信号处理
安徽必海微马春梅_6688A2 天前
A实验:小动物无创血压系统 小动物无创血压分析系统 资料。
大数据·人工智能·网络安全·硬件工程·信号处理
地球资源数据云2 天前
SCI制图——Origin信号处理:FFT变换与滤波降噪
信号处理·origin
s09071363 天前
【SAS信号处理】SAS信号处理中的“停-走-停”假设失效:原理、误差分析与三种修正算法
算法·信号处理·sas·合成孔径
weixin_690654743 天前
龙迅#LT7621GX 适用于两路HDMI2.1/DP1.4/TPYE-C/EDP转HDMI2.1 应用功能,分辨率高达8K@60HZ。
音视频·信号处理