Spectrogram

Spectrogram

spectrogram是一個MATLAB函式,使用短時傅立葉變換得到信號的頻譜圖。當使用時無輸出參數,會自動繪製頻譜圖;有輸出參數,則會返回輸入信號的短時傅立葉變換。

語法:

[S,F,T,P]=spectrogram(x,window,noverlap,nfft,fs)

[S,F,T,P]=spectrogram(x,window,noverlap,F,fs)

說明:當使用時無輸出參數,會自動繪製頻譜圖;有輸出參數,則會返回輸入信號的短時傅立葉變換。當然也可以從函式的返回值S,F,T,P繪製頻譜圖,具體參見例子。

參數:

x---輸入信號的向量。默認情況下,即沒有後續輸入參數,x將被分成8段分別做變換處理,

如果x不能被平分成8段,則會做截斷處理。默認情況下,其他參數的默認值為

window---窗函式,默認為nfft長度的海明窗Hamming

noverlap---每一段的重疊樣本數,默認值是在各段之間產生50%的重疊

nfft---做FFT變換的長度,默認為256和大於每段長度的最小2次冪之間的最大值。

另外,此參數除了使用一個常量外,還可以指定一個頻率向量F

fs---採樣頻率,默認值歸一化頻率

Window---窗函式,如果window為一個整數,每段長度為window,每段使用Hamming窗函式加窗。

如果window是一個向量,每段長度等於length(window),每一段使用window向量指定的

窗函式加窗。所以如果想獲取specgram函式的功能,只需指定一個256長度的Hann窗。

Noverlap---各段之間重疊的採樣點數。它必須為一個小於window或length(window)的整數。

其意思為兩個相鄰窗不是尾接著頭的,而是兩個窗有交集,有重疊的部分。

Nfft---計算離散傅立葉變換的點數。它需要為標量。

Fs---採樣頻率Hz,如果指定為[],默認為1Hz。

S---輸入信號x的短時傅立葉變換。它的每一列包含一個短期局部時間的頻率成分估計,

時間沿列增加,頻率沿行增加。

如果x是長度為Nx的覆信號,則S為nfft行k列的復矩陣,其中k取決於window,

如果window為一個標量,則k = fix((Nx-noverlap)/(window-noverlap))

如果window為向量,則k = fix((Nx-noverlap)/(length(window)-noverlap))

對於實信號x,如果nfft為偶數,則S的行數為(nfft/2+1),如果nfft為奇數,

則行數為(nfft+1)/2,列數同上。

F---在輸入變數中使用F頻率向量,函式會使用Goertzel方法計算在F指定的頻率處計算頻譜圖。

指定的頻率被四捨五入到與信號解析度相關的最近的DFT容器(bin)中。而在其他的使用nfft

語法中,短時傅立葉變換方法將被使用。對於返回值中的F向量,為四捨五入的頻率,其長度

等於S的行數。

T---頻譜圖計算的時刻點,其長度等於上面定義的k,值為所分各段的中點。

P---能量譜密度PSD(Power Spectral Density),對於實信號,P是各段PSD的單邊周期估計;

對於覆信號,當指定F頻率向量時,P為雙邊PSD。

(此部分請看擴展部分,被百度逼得!!圖片上傳不了)

spectrogram(...)當調用函式時沒有輸出參數,將會自動繪製各段的PSD估計,繪製的命令如下

surf(T,F,10*log10(abs(P)));

axis tight;

view(0,90);

spectrogram(...,'freqloc')使用freqloc字元串可以控制頻率軸顯示的位置。

當freqloc=xaxis時,頻率軸顯示在x軸上,當freqloc=yaxis時,頻率軸顯示在y軸上,默認是顯示在x軸上。如果在指定freqloc的同時,又有輸出變數,則freqloc將被忽略。

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