基本内容
短時傅裡葉變換(STFT,short-time Fourier transform,或short-term Fourier transform))是和傅裡葉變換相關的一種數學變換,用以确定時變信号其局部區域正弦波的頻率與相位。
思想
選擇一個時頻局部化的窗函數,假定分析窗函數g(t)在一個短時間間隔内是平穩(僞平穩)的,移動窗函數,使f(t)g(t)在不同的有限時間寬度内是平穩信号,從而計算出各個不同時刻的功率譜。短時傅裡葉變換使用一個固定的窗函數,窗函數一旦确定了以後,其形狀就不再發生改變,短時傅裡葉變換的分辨率也就确定了。
分數傅裡葉變換是傅裡葉變換的廣義形式,提供了介于時域和頻域之間的多分數域信号表征,為非平穩信号處理和線性時變系統分析開辟了新途徑,應用十分廣泛。
如果要改變分辨率,則需要重新選擇窗函數。短時傅裡葉變換用來分析分段平穩信号或者近似平穩信号猶可,但是對于非平穩信号,當信号變化劇烈時,要求窗函數有較高的時間分辨率;而波形變化比較平緩的時刻,主要是低頻信号,則要求窗函數有較高的頻率分辨率。短時傅裡葉變換不能兼顧頻率與時間分辨率的需求。短時傅裡葉變換窗函數受到W.Heisenberg不确定準則的限制,時頻窗的面積不小于2。這也就從另一個側面說明了短時傅裡葉變換窗函數的時間與頻率分辨率不能同時達到最優。