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。
基本介紹
- 中文名:波譜圖; 頻譜圖; 光譜圖;
- 外文名:spectrogram
- 功能:short-time Fourier transform
- 來源:MATLAB函式定義
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。
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。