用途:在 MATLAB 中分析信号频率成分随时间的变化,包括时频可视化、分量提取与重构、双信号时变相干/交叉谱、自适应分解以及瞬时频率估计。
主要能力:STFT/spectrogram/pspectrum 提供均匀频率分辨率;cwt/cwtfilterbank 提供多分辨率与恒 Q 分析;spectrogram("reassigned") 与 pspectrum(Reassigned=true) 提供最锐利但不可逆的时频图;fsst→tfridge→ifsst 与 wsst→wsstridge→iwsst 支持模式提取与重构;icwt 从 CWT 重构;modwt+modwtmra、modwptdetails、emd、vmd 做加性分解;hht、instfreq 估计瞬时频率;wcoherence、xspectrogram、mscohere、cpsd 做双信号分析;tffilt 用二值掩膜做时频域滤波。
使用方式:先按目标选择方法,可运行 assessSignalForTF(x, fs) 获取信号评估报告,再结合用户目标解读;交互探索可用 signalAnalyzer。回答前应查阅 references/ 下的参考指南。
关键限制:stft 无重分配选项;wsstridge 与 tfridge 的 penalty 参数位置不同;wsst 内部减去均值而 iwsst 不恢复,需手动加回 mean(x);ifsst 为机器精度,iwsst 为近似;xspectrogram 第一输出为实数幅度,相位需用第四输出 P;wcoherence 无 Parent 选项,相位箭头表示 Y 相对 X 的相位滞后,PhaseDisplayThreshold 仅影响绘图;hht 需先分解得到 IMF;instfreq 的 Hilbert 方法不适用于多分量信号;同步压缩对精度敏感,建议使用双精度数据。
工具箱要求:Signal Processing Toolbox 提供 stft、istft、spectrogram、pspectrum、fsst、ifsst、tfridge、xspectrogram、instfreq、instbw、stftmag2sig、cpsd、mscohere;Wavelet Toolbox 提供 cwt、cwtfilterbank、icwt、wsst、iwsst、wsstridge、wcoherence、modwt、modwtmra、modwpt、modwptdetails、emd、vmd、hht、tffilt、dgt。tffilt 自 R2025a 起可用,其余函数 R2024b 可用。不支持 Wigner-Ville 等二次型时频分布;音频专用表示(mel 频谱、MFCC)需使用 Audio Toolbox。