短时距傅里叶变换
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另外也可用角频率来表示:
x(t)是待变换的信号。 是 的 傅里叶变换。随t着的改变,窗函数在时间轴 上会有位移。 后,信号只留下了窗 函数截取的部分做最后的傅里叶转换。
短时傅里叶变换的特性 其大部分的特性都与傅里叶转换的特性相对应:
积分特性:
位移特性:(时间轴方向的移动)
调制特性:(频率轴方向的移动)
标准傅里叶变换与实际
与傅里叶转换在概念上的区别
将信号做傅里叶变换后得到的结果,并 不能给予关于信号频率随时间改变的任 何信息。以下的例子作为说明:
傅里叶变换后的频谱和短时距 傅里叶转换后的结果如下:
Baidu Nhomakorabea
傅里叶变换后,横轴为频率
短时傅里叶变换后,横轴为时 间,纵轴为频率
数学定义
简单来说,在连续时间的 例子,一个函数可以先乘 上仅在一段时间不为零的 窗函数再进行一维的傅里 叶变换。再将这个窗函数 沿着时间轴挪移,所得到 一系列的傅里叶变换结果 排开则成为二维表象。数 学上,这样的操作可写为:
3Q ~O~
窗函数
为了减少频谱能量泄漏,可采用不同的 截取函数对信号进行截短,截断函数称 为窗函数,简称为窗。
矩形窗函数
三角窗函数
哈明窗函数
窗函数的主要类型
实际应用的窗函数,可分为以下主要类型: a) 幂窗--采用时间变量某种幂次的函数,如矩 形、三角形、梯形或其它时间(t)的高次幂; b) 三角函数窗--应用三角函数,即正弦或余弦 函数等组合成复合函数,例如汉宁窗、海明窗 等; c) 指数窗--采用指数时间函数,如 形式,例如 高斯窗等。
短时傅里叶变换的优缺点
优点:比起傅里叶转换更能观察出信号 瞬时频率的信息。 缺点:成功的提高了计算的复杂度。
频谱( Spectrogram )
Spectrogram即短时傅里叶转换后结果的 绝对值平方,两者本质上是相同的,在 文献上也常出现spectrogram这个名词。
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