时频分析

信号的时频分析MATLAB,[转载]时频特性分析（Matlab）

最近瞅了⼀些关于时频分析⼯具箱的matlab函数使⽤⽅法,总结⼀下吧.

我使⽤的是2011a的matlab,貌似没有⾃带的时频分析⼯具箱,可以到⽹上下载,google⼀搜就能搜到,安装后就可以使⽤了(所谓安装就是把

⼯具箱的⽬录包含到matlab⼯作⽬录中即可).

下⾯说⼀些时频⼯具箱函数的⽤法(由于我下的⼯具箱没有html版的帮助,所以只能使⽤help

funname的⽅法查看帮助信息).

AMGAUSS

Generategaussianamplitudemodulation.

Y=AMGAUSS(N,T0,T)generatesagaussianamplitudemodulation

centeredonatimeT0,andwithaspreadproportionaltoT.

ThismodulationisscaledsuchthatY(T0)=1

andY(T0+T/2)andY(T0-T/2)areapproximatelyequalto0.5.

产⽣⾼斯幅值调制信号，其以信号点数为N，中⼼为T0，传播0.5的⽐例到T，即Y(T0)=1，Y(T0+T/2)=

Y(T0-T/2)=0.5。T0默认为N/2，T默认为2*sqrt(N)。

如z=amgauss(160,90,40);plot(z);

FMCONST

Signalwithconstantfrequencymodulation.

[Y,IFLAW]=FMCONST(N,FNORM,T0)generatesafrequency

modulation

withaconstantfrequencyfnorm.

Thephaofthismodulationissuchthaty(t0)=1.

产⽣⼀个固定频率的频率调制信号。N为产⽣信号的点数，FNORM为标准化频率(默认为0.25)，T0表⽰此时刻为正幅值(默认为

round(N/2))，相当于规定了相位。IFLAW为设置的频率变化情况，这⾥就是⼀个常数。

如z=fmconst(128,0.05,50);plot(real(z));

FMLIN

Signalwithlinearfrequencymodulation.

[Y,IFLAW]=FMLIN(N,FNORMI,FNORMF,T0)generatesalinear

frequency

modulation.

ThephaofthismodulationissuchthatY(T0)=1.

产⽣⼀个线性调频信号。N为信号的点数，FNORMI为开始标准频率(默认为0.0)，FNORMF为结束标准频率(默认为0.5)，相位由T0规

定，即Y(T0)=1。IFLAW为设置的频率变化情况，这⾥就是⼀个线性变化的直线。

如[z,f]=fmlin(128,0.05,0.3,50);plot(real(z));figure,

plot(f)

以上是⽐较常⽤的产⽣信号的函数。

下⾯说⼀些时频分析常⽤的分析⽅法，主要有短时傅⾥叶变换STFT、Wigner-Ville分布WVD、伪Wigner-Ville分布PWVD等，其他还有很

多分析⽅法，都有相关函数，具体可以查看帮助。

短时傅⾥叶变换STFT

功能：计算时间序列的短时离散傅⾥叶变换，得到瞬时频率。

格式：

[tfr,t,f]=tfrstft(x)%

计算时间序列x的短时傅⾥叶变换，参数tfr为短时傅⾥叶变换系数，t为系数tfr对应的时刻，f为归⼀化频率向量

[tfr,t,f]=tfrstft(x,t)%计算对应时刻t的短时傅⾥叶变换

[tfr,t,f]=tfrstft(x,t,n)%计算n点对应时刻t的短时傅⾥叶变换

[tfr,t,f]=tfrstft(x,t,n,h)%参数h为归⼀化频率平滑窗

[tfr,t,f]=tfrstft(xt,n,h,trace)%trace显⽰算法进程

说明：

x--信号

t--时间(缺省值为1：length(x))

n--频率数(缺省值为length(x))

h--频率滑窗，h归⼀化为单位能量(缺省值为hamming(n/4))

trace--如果⾮零，显⽰算法的进程(缺省值为0)

tfr--时频分解(为复值)，频率轴观察范围为-0.5~0.5

f--归⼀化频率

如

sig=[fmconst(128,0.2);

fmconst(128,0.4)];%产⽣由两个常值调频信号(即正弦信号)的组合信号

tfr=tfrstft(sig);

subplot(211);imagesc(abs(tfr));%瞬时频率

subplot(212);imagesc(angle(tfr));%瞬时相位

Wigner-Ville时频分布图

功能：计算时间序列的Wigner-Ville时频分布图，得到瞬时频率

格式：

[tfr,t,f]=tfrwv(x)

[tfr,t,f]=tfrwv(x,t)

[tfr,t,f]=tfrwv(x,t,n)

[tfr,t,f]=tfrwv(x,t,n,trace)

说明：

x--信号

t--时间(缺省值为1：length(x))

n--频率数(缺省值为length(x))

trace--如果⾮零，显⽰算法的进程(缺省值为0)

tfr--时频分解(为复值)，频率轴观察范围为-0.5~0.5

f--归⼀化频率

如

sig=fmlin(128,0.1,0.4);

tfrwv(sig);

伪Wigner-Ville时频分布图

功能：计算时间序列的伪Wigner-Ville时频分布图，得到瞬时频率

格式：

[tfr,t,f]=tfrpwv(x)

[tfr,t,f]=tfrpwv(x,t)

[tfr,t,f]=tfrpwv(x,t,n)

[tfr,t,f]=tfrpwv(x,t,n,trace)

说明：

x--信号

t--时间(缺省值为1：length(x))

n--频率数(缺省值为length(x))

trace--如果⾮零，显⽰算法的进程(缺省值为0)

tfr--时频分解(为复值)，频率轴观察范围为-0.5~0.5

f--归⼀化频率

如

sig=fmlin(128,0.1,0.4);

tfrpwv(sig);

还可以设置成三维显⽰，如下

其他时频分析

fmt

计算时间序列的快速梅林变换

ifmt

计算快速梅林逆变换。

tfrbj

⽣成时间序列的Bord-Jondan时频分布图，得到瞬时频率。

tfrbud

⽣成时间序列的Butterworth时频分布图，得到瞬时频率。

tfrcw

⽣成时间序列的Choi-Williams时频分布图，得到瞬时频率。

tfrgrd

⽣成时间序列的⼴义矩形时频分布图，得到瞬时频率。

tfrmh

⽣成时间序列的Margenau-Hill时频分布图，得到瞬时频率。

tfrmhs

⽣成时间序列的Margenau-HillP谱图时频分布图，得到瞬时频率。

tfrsp

计算时间序列的频谱图分布，得到瞬时频率。

tfrscalo

计算时间序列的尺度图时频表⽰，即连续⼩波变换的幅值的平⽅。

tfrrsp

计算时间序列的时频分布和它的重排形式，得到瞬时频率。

friedman

计算时间序列的瞬时频率密度。

ridges

从时间序列的重排时频分布中提取瘠。

tfrideal

计算给定时间序列的瞬时频率规律的理想时频表⽰。

以上给了很多函数，但常⽤的基本就是短时傅⾥叶变换STFT、Wigner-Ville分布WVD、伪Wigner-Ville分布PWVD和提取瘠ridges、得到

理想时频表⽰tfrideal。