matlab Spectrogram函数详解

matlab Spectrogram函数

参数

x — Input signal

输入信号,指定为行或列矢量。

window — Window

窗口,指定为整数或行或列矢量。使用窗口将信号划分为多个段:
如果窗口是整数,则光谱图将 x 划分为长度窗口的段,每个段的窗口具有该长度的哈明窗口。
如果窗口是矢量,则光谱图将 x 划分为与矢量长度相同的段,每个片段使用窗口窗口。
如果 x 的长度不能完全划分为具有无重叠样本的整数段数,则 x 将相应地截断。
如果将窗口指定为空,则频谱图使用哈明窗口,以便 x 被划分为八个段,并无重叠采样。

noverlap — Number of overlapped samples

重叠样本数,指定为正整数。

nfft — Number of DFT points

DFT 点数,指定为正整数标量。如果将 nfft 指定为空,则光谱图将参数设置为 max (256,2p),其中 p = ⌈log2 Nw⌉,⌈⌉符号表示天花板函数,以及

如果窗口是标量,Nw = 窗口。

如果窗口是矢量,则 Nw = 长度(窗口)。

w — Normalized frequencies

规范化频率,指定为矢量。w 必须至少有两个元素,否则函数将其解释为 nfft。规范化频率以 rad/样本表示。

f — Cyclical frequencies

循环频率,指定为矢量。f 必须至少有两个元素,否则函数将其解释为 nfft。f 的单位由采样率 fs 指定。

fs — Sample rate

采样率,指定为正标量。采样率是单位时间样本数。如果时间单位为秒,则采样速率为 Hz。

freqrange — Frequency range for PSD estimate

‘onesided’ | ‘twosided’ | ‘centered’
PSD 估计的频率范围,指定为"单面",“双面"或"居中”。对于实际值的信号,默认值为"一边"。对于复杂值的信号,默认值为"双面",指定"单面"会导致错误。

“一边形” - 返回真实输入信号的单边光谱图。如果 nfft 是均匀的,则 ps 具有 nfft/2 = 1 行,并在间隔 [0,π] rad/样本中计算。如果 nfft 是奇数,则 ps 具有 (nfft = 1)/2 行,间隔为 +0,π) rad/样本。如果指定 fs,则间隔分别是 [0,fs/2] 周期/单位时间和 {0,fs/2) 周期/单位时间。

注意
当此参数设置为"一边"时,光谱图输出正值奈奎斯特范围内的值,并且不会保存总功率。

“双面” - 返回真实或复杂信号的双面光谱图。ps 具有 nfft 行,并在间隔 [0,2]) rad/样本中计算。如果指定 fs,则间隔为 +0,fs) 周期/单位时间。

“居中” – 返回真实或复杂信号的中心双面光谱图。ps 有 nfft 行。如果 nfft 是均匀的,则 ps 在间隔内计算 (+π,π= rad/样本。如果 nfft 是奇数,则 ps 计算通过 (+π,π) rad/样本。如果指定 fs,则间隔分别是 (+fs/2,fs/2] 周期/单位时间和 (+fs/2,fs/2) 周期/单位时间。

输出

s — Short-time Fourier transform

短时间的 Fourier 变换,作为矩阵返回。时间在 s 列之间增加,频率从零开始从零开始向下行增加。

如果 x 是长度 Nx 的信号,则 s 有 k 列,其中

k = ⌊(Nx - noverlap)/(窗口 - noverlap) ⌋窗口是标量。

k = ⌊(Nx - noverlap)/(长度(窗口)- noverlap)⌋窗口是向量。

如果 x 为正数,nfft 为均值,则 s 具有 (nfft/2 = 1) 行。

如果 x 为正数,而 nfft 为奇数,则 s 具有 (nfft = 1)/2 行。

如果 x 很复杂,则 s 具有 nfft 行。

s 不受"reassigned"选项的影响。

w — Normalized frequencies

规范化频率,以矢量返回。w 的长度等于 s 行数

t — Time instants

时间瞬间,返回为矢量。t 中的时间值对应于每个段的中点。

f — Cyclical frequencies

循环频率,作为矢量返回。f 的长度等于 s 的行数。

ps — Power spectral density or power spectrum

功率光谱密度 (PSD) 或功率光谱,以矩阵形式返回。

如果 x 为真,则 ps 包含每个段的 PSD 或功率谱的单边修改周期图估计值。

如果 x 很复杂,或者指定频率矢量,则 ps 包含 PSD 的双面修改周期图估计值或每个段的功率谱。

fc, tc — Center-of-energy frequencies and times

能量中心频率和时间,返回为与短时 Fourier 变换相同的大小的矩阵。如果未指定采样率,则 fc 的元素将返回为规范化频率。

Tips

如果短时 Fourier 变换为零,则将其转换为分贝会导致无法绘制的负无限。为了避免这种潜在的困难,频谱图在调用没有输出参数时将 eps 添加到短时间 Fourier 变换中。

EPS是个很小的数,如1e-6,因为浮点数在内存中的表示是不精确的,会有很微小的误差,所以判断是否为0,就看它的绝对值是不是<=EPS

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