主要内容

xspectrogram

短时间傅里叶变换的交叉谱图

描述

年代= xspectrogram (xy返回指定的信号的跨谱图xy.输入信号必须是元素数相同的向量。每一列的年代包含一个估计的短期,时间本地化的频率内容共同xy

年代= xspectrogram (xy窗口使用窗口划分xy分成段并执行窗口操作。

年代= xspectrogram (xy窗口noverlap使用noverlap相邻段之间重叠的样本。

例子

年代= xspectrogram (xy窗口noverlapnfft使用nfft采样点来计算离散傅里叶变换。

年代wt) = xspectrogram (___返回归一化频率向量,w,和一个时间瞬间矢量,t,然后计算出跨谱图。该语法可以包含以前语法中的输入参数的任何组合。

年代ft) = xspectrogram (___fs返回一个频率矢量,f,表示为fs,抽样率。fs必须是第六个输入xspectrogram.若要输入一个抽样率并且仍然使用前面可选参数的默认值,请将这些参数指定为空,[]

年代wt) = xspectrogram (xy窗口noverlapw中指定的标准化频率处的跨谱图w

例子

年代ft) = xspectrogram (xy窗口noverlapffs中指定的频率处的跨谱图f

例子

___c) = xspectrogram (___也返回一个矩阵,c,包含对输入信号时变复交叉频谱的估计。cross-spectrogram,年代的大小c

例子

___) = xspectrogram (___freqrange返回指定频率范围内的跨谱图freqrange.有效的选择freqrange“单向的”双侧的,“中心”

例子

___) = xspectrogram (___名称,值使用名称-值参数指定其他选项。选项包括最小阈值和输出时间维度。

___) = xspectrogram (___spectrumtype返回短期交叉功率谱密度估计spectrumtype被指定为psd的并返回短期交叉功率谱估计spectrumtype被指定为“权力”

xspectrogram (___没有输出参数的情况下,在当前图形窗口中绘制跨谱图。

xspectrogram (___freqloc指定绘制频率的轴。指定freqloc作为“xaxis”“桠溪”

例子

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产生两个线性啁啾采样在1 MHz为10毫秒。

  • 第一个啁啾的初始频率为150 kHz,在测量结束时增加到350 kHz。

  • 第二个啁啾的初始频率为200 kHz,在测量结束时增加到300 kHz。

加入高斯白噪声,使信噪比为40 dB。

nSamp = 10000;Fs = 1000年e3;信噪比= 40;t = (0: nSamp-1) / Fs;x1 =唧唧声(t, 150年e3, t(结束),350年e3);x1 = x1 + randn(大小(x1)) *性病(x1) / db2mag(信噪比);x2 =唧唧声(t, 200年e3, t(结束),300年e3);x2 = x2 + randn(大小(x2)) *性病(x2) / db2mag(信噪比);

计算并绘制两个啁啾的交叉谱图。将信号分成200个样本段,每个样本段有一个汉明窗口。指定80个相邻片段之间的重叠样本和1024个样本的DFT长度。

xspectrogram (x1, x2,汉明(200),80年,1024年,Fs,“桠溪”

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个image类型的对象。

修改第二个啁啾,使频率从50 kHz上升到350 kHz在测量期间。使用带有形状因子的500样本Kaiser窗口 β 5 窗口段。指定450个重叠样本,DFT长度为256。计算并绘制交叉谱图。

x2 =唧唧声(t, 50 e3, t(结束),350年e3);x2 = x2 + randn(大小(x2)) *性病(x2) / db2mag(信噪比);xspectrogram (x1, x2,凯瑟(500 5),450256年,Fs,“桠溪”

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个image类型的对象。

在这两种情况下,函数都会突出显示两个信号共有的频率内容。

加载一个包含两个采样频率为44100hz的语音信号的文件。

  • 第一个信号是一个女性的声音“变换功能”的录音。

  • 第二个信号是同一个女人说“改革正义”的录音。

绘制这两个信号。垂直偏移第二个信号,这样两个信号都可见。

负载(“voice.mat”% To hear, type soundsc(transform,fs),pause(2),soundsc(reform,fs)t =(0:长度(改革)1)/ fs;情节(t,变换,t,改革+ 0.3)传说(”“变换函数”“改革司法”的

图中包含一个轴对象。轴对象包含两个类型为line的对象。这些对象代表“改造功能”、“改造正义”。

计算两个信号的交叉谱图。将信号分成1000个样本段,并用汉明窗对其加窗。指定800个相邻段重叠的样本。只包括4千赫以下的频率。

nwin = 1000;nvlp = 800;弗林特= 0:4000;f (s, t) = xspectrogram(变换,改革,汉明(nwin) nvlp,弗林特,fs);网格(t, f, 20 * log10 (s))视图(2)轴

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个类型为surface的对象。

跨谱图突出了信号具有更多共同频率内容的时间间隔。音节“form”是特别明显的。

产生两个二次啁啾,每个采样在1 kHz 2秒。两种啁啾的初始频率都是100hz,在测量过程中增加到200hz。与第一个啁啾相比,第二个啁啾的相位差为23°。

fs = 1 e3;t = 0:1 / fs: 2;日元=唧唧声(t, 100, 1200,“二次”, 0);y2 =唧唧声(t, 100, 1200,“二次”、23);

计算复杂的啁啾交叉谱图,提取它们之间的相移。将信号分成128个样本段。指定120个相邻段重叠的样本。使用带有形状因子的Kaiser窗口β= 18,并指定128个样本的DFT长度。的绘图功能xspectrogram来显示跨谱图。

[~ f, xt, c] = xspectrogram (y1, y2,皇帝(128年,18),120128年,fs);xspectrogram (y1、y2、皇帝(128年,18),120128年,fs,“桠溪”

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个image类型的对象。

提取并显示跨谱图的最大能量时频脊。

[总和生育率,~,lridge] = tfridge (c、f);持有情节(xt,总和生育率,“k”“线宽”, 2)

图中包含一个轴对象。axis对象包含两个类型为image, line的对象。

相移是沿山脊的时变交叉谱的虚部与实部之比。计算相移并以度数表示。显示其平均值。

pshft =角(c (lridge)) * 180 /π;意思是(pshft)
ans = -23.0000

产生两个信号,每个采样在3千赫1秒。第一个信号是一个二次啁啾,其频率在测量期间从300hz增加到1300hz。啁啾被嵌入到高斯白噪声中。第二个信号,也嵌入白噪声,是一个啁啾与正弦变化的频率内容。

fs = 3000;t = 0:1 / fs: 1 - 1 / f;x1 =唧唧喳喳(1300 t, 300 t(结束),,“二次”) + randn(大小(t)) / 100;x2 = exp (2 j *π* 100 * cos(2 *π* 2 * t)) + randn(大小(t)) / 100;

计算并绘制两个信号的交叉谱图。将信号分成256个样本段,相邻段之间有255个重叠样本。使用带有形状因子的Kaiser窗口β= 30窗口段。使用默认的DFT点数。把交叉谱图放在零频率处。

nwin = 256;xspectrogram (x1, x2, kaiser (nwin 30), nwin-1, [], fs,“中心”“桠溪”

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个image类型的对象。

计算功率谱而不是功率谱密度。将小于-40 dB的值设置为零。把图集中在奈奎斯特频率处。

xspectrogram (x1, x2, kaiser (nwin 30), nwin-1, [], fs,...“权力”“MinThreshold”, -40,“桠溪”)标题(二次啁啾和复啁啾的交叉谱图

图中包含一个轴对象。以二次啁啾和复啁啾交叉谱图为标题的轴对象包含一个类型图像对象。

阈值进一步突出了公共频率区域。

计算并绘制两个序列的交叉谱图。

指定每个序列为4096个样本长。

N = 4096;

为了创建第一个序列,生成一个嵌入高斯白噪声的凸二次啁啾,并对其进行带通滤波。

  • 啁啾的初始归一化频率为0.1π,在测量结束时增加到0.8π。

  • 16阶滤波器的归一化频率在0.2 ~ 0.4π rad/sample之间,阻带衰减为60 dB。

rx =唧唧声(0:N - 1, 0.1 / 2 N 0.8 / 2,“二次”[],“凸”) + randn (N - 1) / 100;dx = designfilt (“bandpassiir”“FilterOrder”, 16岁,...“StopbandFrequency1”, 0.2,“StopbandFrequency2”, 0.4,...“StopbandAttenuation”、60);x =过滤器(dx, rx);

要创建第二个序列,生成嵌入高斯白噪声的线性啁啾,并对其进行带阻滤波。

  • 啁啾的初始归一化频率为0.9π,在测量结束时降至0.1π。

  • 16阶滤波器在0.6 ~ 0.8π rad/sample范围内抑制归一化频率,通带纹波为1 dB。

一=唧唧声(0:N - 1, 0.9 / 2, N, 0.1 / 2)”+ randn (N - 1) / 100;dy = designfilt (“bandstopiir”“FilterOrder”, 16岁,...“PassbandFrequency1”, 0.6,“PassbandFrequency2”, 0.8,...“PassbandRipple”1);y =过滤器(dy, ry);

绘制这两个序列。垂直偏移第二个序列,使两者都可见。

情节([x y + 2])

图中包含一个轴对象。轴对象包含两个类型为line的对象。

计算和绘制的交叉谱图xy.使用512样本汉明窗口。指定500个相邻段和2048个DFT点之间的重叠样本。

xspectrogram (x, y,汉明(512),500年,2048年,“桠溪”

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个image类型的对象。

将跨谱图值设置为零,小于-50 dB。

xspectrogram (x, y,汉明(512),500年,2048年,“MinThreshold”, -50,“桠溪”

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个image类型的对象。

谱图显示了滤波器增强或抑制的频率区域。

输入参数

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输入信号,指定为向量。

例子:因为(π/ 4 * (0:159))+ randn (1160)指定嵌入高斯白噪声中的正弦信号。

数据类型:|
复数的支持:金宝app是的

窗口,指定为整数或行或列向量。使用窗口将信号分成若干段。

  • 如果窗口是整数吗xspectrogramxy分成长度段窗口每个部分都有一个相同长度的汉明窗。

  • 如果窗口是向量吗xspectrogramxy分成与矢量长度相同的段,每个段使用窗口窗口

如果输入信号不能被精确地分割成整数段noverlap重叠的样本,然后它们被相应地截断。

如果您指定窗口是空的,那么xspectrogram使用汉明窗xy被分成八个部分noverlap重叠的样本。

有关可用窗口的列表,请参见窗户

例子:损害(N + 1)(1-cos(2 *π* (0:N) / N)) / 2两者都指定长度的Hann窗口N+ 1。

数据类型:|

重叠样本的数量,指定为正整数。

  • 如果窗口是标量,那么noverlap必须小于窗口

  • 如果窗口是向量吗noverlap必须小于的长度窗口

如果您指定noverlap是空的,那么xspectrogram使用一个在段之间产生50%重叠的数字。如果未指定段长度,则函数集noverlap对⌊N/ 4.5⌋,N为输入信号的长度。

数据类型:|

DFT点的个数,指定为正整数标量。如果您指定nfft是空的,那么xspectrogram设置DFT长度为马克斯(256 2p,在那里p=⌈日志2Nw

  • Nw窗口如果窗口是一个标量。

  • Nw长度(窗口如果窗口是一个向量。

数据类型:|

归一化频率,指定为矢量。w必须至少有两个元素。归一化频率以rad/sample为单位。

例子:π。/ [2 - 4]

数据类型:|

频率,指定为矢量。f必须至少有两个元素。的单位f由抽样率确定,fs

数据类型:|

采样率,指定为一个正标量。采样率是单位时间内的采样数。如果以秒为时间单位,则采样率以Hz为单位。

数据类型:|

交叉频谱估计的频率范围,指定为“单向的”双侧的,或“中心”.对于实值信号,默认值为“单向的”.对于复数信号,默认值为双侧的,并指定“单向的”导致错误。

  • “单向的”-返回真实输入信号的单边跨谱图。如果nfft是偶数,那么年代nfft/2 + 1行,并在区间内计算[0,πrad /样品。如果nfft是奇数,那么年代有(nfft+ 1)/2行,区间是[0,πrad /样品。如果您指定fs,则区间分别为[0,fs/2]周期/单位时间和[0,fs/ 2)周期/单位时间。

  • 双侧的-返回真实或复杂信号的双边跨谱图。年代nfft行,并在间隔内计算[0, 2πrad /样品。如果您指定fs,则区间为[0,fs)周期/单位时间。

  • “中心”-返回真实或复杂信号的居中双面跨谱图。年代nfft行。如果nfft是偶数,那么年代是在区间内计算的吗(-ππrad /样品。如果nfft是奇数,那么年代计算在(-ππrad /样品。如果您指定fs,则区间分别为(-fs/ 2,fs/2]周期/单位时间和(-fs/ 2,fs/ 2)周期/单位时间。

交叉功率谱缩放,具体为psd的“权力”

  • 省略spectrumtype,或指定psd的,返回交叉功率谱密度。

  • 指定“权力”通过分辨率带宽对交叉功率谱密度的每个估计进行标度,分辨率带宽取决于窗口的等效噪声带宽和段持续时间。结果是对每个频率的功率的估计。

频率显示轴,指定为“xaxis”“桠溪”

  • “xaxis”—显示频率x轴和时间y设在。

  • “桠溪”—显示频率y轴和时间x设在。

如果调用,此参数将被忽略xspectrogram输出参数。

名称-值参数

指定可选的逗号分隔的对名称,值参数。的名字参数名和价值为对应值。的名字必须出现在引号内。可以以任意顺序指定多个名称和值对参数Name1, Value1,…,的家

例子:“OutputTimeDimension”xspectrogram (x, 100年,“downrows”)xy分成长度为100的段,每个段都有一个相同长度的汉明窗口。谱图的输出行有时间维度。

阈值,指定为以分贝表示的实标量。xspectrogram将这些元素置零年代这样10根原木10年代)≤

输出时间维度,指定为acrosscolumnsdownrows.将此值设置为downrows,如果你想要时间维度年代ps足球俱乐部,tc沿着行和沿着列的频率维度。将此值设置为acrosscolumns,如果你想要时间维度年代ps足球俱乐部,tc跨列和沿行排列的频率维度。如果调用函数时不带输出参数,则忽略该输入。

输出参数

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交叉光谱图,作为矩阵返回。时间在列中增加年代频率从零开始,沿行递减。

  • 如果输入信号xy的长度N,然后年代k列,地点:

    • k=⌊(N- - - - - -noverlap) / (窗口- - - - - -noverlap)⌋如果窗口是一个标量。

    • k=⌊(N- - - - - -noverlap) / (长度(窗口- - - - - -noverlap)⌋如果窗口是一个向量。

  • 如果输入信号是实数和nfft是偶数,那么年代有(nfft/2 + 1)行。

  • 如果输入信号是实数和nfft是奇数,那么年代有(nfft+ 1) / 2行。

  • 如果输入信号是复杂的,那么年代nfft行。

数据类型:|

归一化频率,返回为矢量。w长度等于多少行年代

数据类型:|

时间瞬间,返回为矢量。时间值t对应于每段指定使用的中点窗口

数据类型:|

循环频率,作为矢量返回。f长度等于多少行年代

数据类型:|

时变复杂交叉谱,返回为矩阵。cross-spectrogram,年代的大小c

数据类型:|

参考文献

Sanjit K. Mitra数字信号处理:基于计算机的方法.第二版。纽约:麦格劳-希尔出版社,2001。

奥本海姆,艾伦五世,罗纳德w谢弗,约翰r巴克。离散时间信号处理.第二版。上鞍河,新泽西:普伦提斯霍尔,1999。

扩展功能

介绍了R2017a