短时傅里叶变换STFT画图代码

最后更新于：2024-04-07 21:23:27

一、代码运行环境

MATLAB2019a及更新版本。

二、程序介绍

注：图标代表该m文件为脚本文件，可以直接运行；图标代表函数文件，在没有输入变量的情况下无法直接运行。更详细的解释可以看这里。

1.demoSTFT.m文件

短时傅里叶变换画图函数pSTFT2D.m、pSTFT3D.m的测试脚本文件，其中有代码调用的演示案例。

文件可以直接运行。程序运行完成后，将会画出如下图像：

2.pSTFT2D.m文件

这个函数计算给定信号的短时傅里叶变换（STFT），并绘制结果的二维图像。

代码说明：

function stftData = pSTFT2D(data, Fs, windowType, windowSize, overlap, FFTLength)
    % pSTFT2D - 绘制STFT的二维图形
    % 这个函数计算给定信号的短时傅里叶变换（STFT），并绘制结果的二维图像。
    %
    % 输入:
    %   data - 待分析数据，一维信号数组。
    %   Fs - 采样频率，单位为Hz。
    %   windowType - 窗口函数的句柄，例如 @hann 或 @hamming。更多关于窗的介绍可以看这里：https://ww2.mathworks.cn/help/signal/ug/windows.html
    %                这指定了STFT中使用的窗口类型。
    %   windowSize - 窗口大小，以样本数为单位。
    %                这决定了每个STFT窗口包含的样本数。
    %   overlap - 窗口重叠大小，以样本数为单位。
    %             这指定了相邻窗口之间的重叠样本数。
    %   FFTLength - 在每个窗口上执行FFT的点数。
    %               这可以影响频率分辨率和STFT的计算负荷。
    % 输出：
    % stftData为STFT的计算结果

3.pSTFT3D.m文件

此函数计算给定信号的短时傅里叶变换（STFT），并绘制结果的三维图像。

代码说明：

function stftData = pSTFT3D(data, Fs, windowType, windowSize, overlap, FFTLength)
    % pSTFT3D - 绘制STFT的三维图形
    % 此函数计算给定信号的短时傅里叶变换（STFT），并绘制结果的三维图像。
    %
    % 输入:
    %   data - 待分析数据，一维信号数组。
    %   Fs - 采样频率，单位为Hz。
    %   windowType - 窗口函数的句柄，例如 @hann 或 @hamming。更多关于窗的介绍可以看这里：https://ww2.mathworks.cn/help/signal/ug/windows.html
    %                这指定了STFT中使用的窗口类型。
    %   windowSize - 窗口大小，以样本数为单位。
    %                这决定了每个STFT窗口包含的样本数。
    %   overlap - 窗口重叠大小，以样本数为单位。
    %             这指定了相邻窗口之间的重叠样本数。
    %   FFTLength - 在每个窗口上执行FFT的点数。
    %               这可以影响频率分辨率和STFT的计算负荷。
    %
    % 输出：
    % stftData为STFT的计算结果

三、快速开始

1.运行测试脚本

先在MATLAB里打开下载好的文件夹，然后运行demoSTFT.m程序，程序运行完毕后如果没报错，且正常画出上述图像，则说明运行环境正常，程序正确。

2.修改仿真数据/导入数据

复制一个demoSTFT.m的文件副本，在这个副本里做如下修改：

（1）第一种情况，你可能想要对你自己要研究的仿真数据进行滤波测试，此时你需要对 demoWPT.m 脚本文件中的第1小节内容进行修改替换即可。需要注意的是，请最好保持变量名的一致，即将待分析信号命名为data，为一维数据。此时数据替换完成。

（2）第二种情况，你可能是想对一段真实采集的数据进行滤波，此时需要根据你的文件类型的不同（excel,txt,csv等），将数据导入MATLAB的方法有所不同。同学们可以看博主针对常用文件的导入方法的这个教程，教程上未包含的数据类型，大家可以再参考这个文档。导入完成后请将这个待分析信号命名为data。

3.实现STFT

参照脚本文件中第二步，根据需要调整相关参数。

运行程序即可。

四、关于完整版与公开版代码

五、获取公开版程序（需使用电脑浏览器打开）

注：公开版代码需使用MATLAB2022a及以上版本

六、获取完整版程序（使用电脑浏览器或者手机浏览器打开）

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七、完整版代码重要更新

20231117 代码初始版本（公开版所在版本）

八、常见问题

无