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数字信号处理v3 第四章 快速傅里叶变换(4)

1月前浏览657
继续讲解!本文讲解短时傅里叶变换和傅里叶变换的工程特性!首先讲讲什么是短时傅里叶变换?短时傅里叶变换(Short-Time Fourier Transform,STFT)是一种用于分析时变信号局部频谱特性的重要工具。
二、特点与作用
  1. 提供局部频谱信息
  2. 短时傅里叶变换能够展示信号在不同时间点的频率成分,对于分析非平稳信号非常有用。例如,在语音信号处理中,可以观察到语音信号随时间变化的频率特性,如音高的变化、共振峰的移动等。
    通过选择不同的窗函数,可以控制时间和频率的分辨率。较窄的窗函数可以提供较高的时间分辨率,但频率分辨率较低;较宽的窗函数则相反。
  3. 可视化信号特性
  4. 短时傅里叶变换的结果可以以二维时频图的形式呈现,直观地展示信号的时频特性。在时频图中,横轴表示时间,纵轴表示频率,颜色或亮度表示信号在特定时间和频率处的能量大小。
    这种可视化方式有助于理解信号的结构和动态变化,对于故障诊断、信号监测等领域具有重要意义。
三、应用领域
  1. 语音信号处理
  2. 语音识别、语音合成、语音增强等方面都广泛应用了短时傅里叶变换。例如,在语音识别中,通过分析语音信号的短时频谱特征,可以提取出用于识别的特征参数。可以对语音信号进行时频分析,去除噪声、增强语音质量。
  3. 音频处理
  4. 音乐信号分析、音频特效处理等领域也常使用短时傅里叶变换。可以分析音乐的节奏、旋律等特征,实现音频的压缩、混音等特效。
  5. 雷达信号处理
  6. 在雷达信号处理中,短时傅里叶变换可以用于分析回波信号的时频特性,检测目标的运动状态和特征。
  7. 生物医学信号处理
  8. 如心电图(ECG)、脑电图(EEG)等生物医学信号的分析中,短时傅里叶变换可以帮助医生了解生理信号的时变频率特征,辅助疾病诊断。

惊讶于人工智能编程能力的进化!

短短的两个多月,明显感到chatGPT又提升了能力!看到这个趋势,我都感到了失业的压力了!唯有不断学习才能减小这类恐惧感!

之前在第三章讲解的时候已经粗略介绍了一下,这里再次进行简短回归!
傅立叶变换的不足!PPT左边图显示的是频率始终不变的平稳信号,而右边两个则是频率随着时间改变的非平稳信号,它们同样包含和左边信号相同频率的四个成分。
傅里叶变换处理非平稳信号有天生缺陷。它只能获取一段信号总体上包含哪些频率的成分,但是对各成分出现的时刻并无所知。因此时域相差很大的两个信号,可能频谱图一样。
然而平稳信号大多是人为制造出来的,自然界的大量信号几乎都是非平稳的,比如生物医学信号。
到了第四章这里,本人将进行详细的讲解,同时伴随着仿真!

来源:通信工程师专辑
Fourier Transform控制人工智能
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-09-28
最近编辑:1月前
算法工匠
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