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Análisis de tiempo-frecuencia basado en FFT

Signal Processing Toolbox™ proporciona funciones que devuelven la transformada de Fourier dependiente de tiempo de una secuencia o muestran dicha información como un espectrograma. La transformada de Fourier dependiente del tiempo es la transformada de Fourier de tiempo discreto para una secuencia, calculada utilizando una ventana deslizante. Esta forma de la transformada de Fourier, también conocida como transformada de Fourier de tiempo corto (STFT), tiene numerosas aplicaciones en el procesamiento de voz, de sonares y de radares. El espectrograma de una secuencia es la magnitud al cuadrado de la transformada de Fourier dependiente del tiempo frente al tiempo.

Para obtener más información sobre el espectrograma, consulte Spectrogram Computation with Signal Processing Toolbox. Para obtener una visión general de otras representaciones de tiempo-frecuencia de señales, consulte Time-Frequency Gallery.

Mostrar el espectrograma

Para visualizar el espectrograma de una señal, puede utilizar la función pspectrum. Por ejemplo, genere dos segundos de una señal muestreada a 10 kHz. Especifique la frecuencia instantánea de la señal como una función triangular de tiempo. Para calcular el espectrograma, divida la señal en segmentos de 0.0256 segundos de duración y especifique un solapamiento segmento a segmento del 86%. El manchado espectral mide la capacidad de la ventana deslizante para detectar un tono débil del ruido cuando hay un tono fuerte contiguo. Especifique un manchado espectral de 0,875.

fs = 10e3;
t = 0:1/fs:2;
x = vco(sawtooth(2*pi*t,0.75),[0.1 0.4]*fs,fs);

pspectrum(x,fs,"spectrogram", ...
    TimeResolution=0.0256,Overlap=86,Leakage=0.875)

Figure contains an axes object. The axes object with title Fres = 53.1206 Hz, Tres = 25.6 ms, xlabel Time (s), ylabel Frequency (kHz) contains an object of type image.

Espectro de persistencia

El espectro de persistencia de una señal es una vista de tiempo-frecuencia que muestra el porcentaje del tiempo que está presente una frecuencia concreta en una señal. El espectro de persistencia es un histograma en el espacio potencia-frecuencia. Cuanto más tiempo persiste una frecuencia concreta en una señal a medida que la señal evoluciona, mayor es el porcentaje de tiempo y, por lo tanto, más brillante o "cálido" el color en la visualización.

Calcule y muestre el espectro de persistencia de la señal. Especifique una resolución de tiempo de 0.01 segundos, un solapamiento del 50% entre segmentos continuos y un manchado espectral de 0.5.

pspectrum(x,fs,"persistence", ...
    TimeResolution=0.01,Overlap=50,Leakage=0.5)

Figure contains an axes object. The axes object with title Fres = 256.6745 Hz, Tres = 10 ms, xlabel Frequency (kHz), ylabel Power Spectrum (dB) contains an object of type image.

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