怎么做短时分数阶傅里叶变换
时间: 2023-10-21 14:04:46 浏览: 121
短时分数阶傅里叶变换(Short-Time Fractional Fourier Transform,STFRFT)是一种在时间和频率上同时分析信号的方法,它可以在不同的时间段内对信号进行分段处理,并且可以适应不同的信号特征。
下面是一个简单的STFRFT实现的示例代码:
```python
import numpy as np
from scipy.special import gamma
def short_time_frft(signal, alpha, window_size, hop_size):
"""
:param signal: 输入信号
:param alpha: 分数阶指数
:param window_size: 窗口大小
:param hop_size: 窗口移动步长
:return: STFRFT变换后的信号
"""
N = len(signal)
M = int(np.ceil(N / hop_size))
output = np.zeros((M, window_size), dtype=complex)
for m in range(M):
start = m * hop_size
end = min(start + window_size, N)
x = signal[start:end]
n = len(x)
t = np.arange(n)
t = t - np.floor(n/2)
t = t / np.sqrt(n)
t = np.outer(t, t)
omega = np.exp(-1j * np.pi * alpha / 2)
omega2 = np.exp(-1j * np.pi * (1 - alpha) / 2)
f = np.zeros((n, n), dtype=complex)
for k in range(n):
for j in range(n):
f[k, j] = omega ** (k * j) * np.exp(-1j * np.pi * alpha * j * (j - 1) / 2)
f2 = np.zeros((n, n), dtype=complex)
for k in range(n):
for j in range(n):
f2[k, j] = omega2 ** (k * j) * np.exp(-1j * np.pi * (1 - alpha) * j * (j - 1) / 2)
s = np.dot(np.dot(f, x), f2)
s *= np.sqrt(gamma(1 + alpha) * gamma(1 - alpha) / (gamma(1 + 2 * alpha) * n))
output[m, :end-start] = s
return output.ravel()
```
其中,输入参数`signal`是需要进行STFRFT变换的信号,`alpha`是分数阶指数,`window_size`是窗口大小,`hop_size`是窗口移动的步长。输出结果是一个一维的数组,表示STFRFT变换后的信号。
具体实现可以参考论文:[“The short-time fractional Fourier transform”](https://ieeexplore.ieee.org/document/778529),该文中提供了更详细的算法描述和实现细节。
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