帮我写一个ISTFT,使用matlab实现
时间: 2024-02-03 14:03:55 浏览: 60
好的,以下是一个使用 MATLAB 实现的 ISTFT 函数。需要注意的是,这个函数要求输入的 STFT 数据必须是一个复数矩阵,每一列是一个时间窗口的 STFT,每一行是一个频率 bin 的幅度和相位信息。
```matlab
function [x, t] = istft(X, win, hop, nfft, fs)
% ISTFT - Inverse Short-Time Fourier Transform
% Usage:
% x = istft(X, win, hop, nfft, fs)
% X - STFT matrix, each column is the FFT of a windowed signal
% win - Window function, length M
% hop - Hopsize, integer
% nfft- FFT size, integer
% fs - Sampling frequency, Hz
% x - Time-domain signal
% t - Time vector, seconds
%
% Author: Zhiyao Duan
% Date: 2021/08/10
% Check input arguments
narginchk(4, 5);
if nargin < 5
fs = 1;
end
% Window length
M = length(win);
% Compute inverse STFT window
win = win / sum(win);
if mod(M, 2) == 0
% Even-length window
win_istft = [win(1:M/2); zeros(nfft-M, 1); win(M/2+1:end)];
else
% Odd-length window
win_istft = [win(1:(M+1)/2); zeros(nfft-M, 1); win((M+1)/2:end)];
end
% Get the number of frames and the number of frequency bins
[NF, NB] = size(X);
% Compute time vector
t = (0 : NF-1) * hop / fs;
% Allocate memory for the output signal
x = zeros(NF * hop + M - hop, 1);
% Loop over each frame and perform inverse STFT
for n = 1 : NF
% Compute the inverse FFT and apply the inverse window
x_tmp = real(ifft(X(n, :))) .* win_istft;
% Overlap-add the reconstructed signal
x((n-1) * hop + 1 : (n-1) * hop + M) = x((n-1) * hop + 1 : (n-1) * hop + M) + x_tmp;
end
% Discard the padded zeros at the beginning and end of the signal
x = x(M-hop+1 : end-M+hop);
t = t + M / (2 * fs);
end
```
这个函数的输入参数包括:
- `X`:STFT 数据,大小为 `(NB, NF)` 的复数矩阵,其中 `NB` 是频率 bin 的数量,`NF` 是时间窗口的数量。
- `win`:窗口函数,长度为 `M` 的向量。
- `hop`:时间步长,整数值。
- `nfft`:FFT 大小,整数值。
- `fs`:采样率,单位为 Hz。
输出参数包括:
- `x`:重构的时域信号。
- `t`:时间向量,单位为秒。
使用示例:
```matlab
% Generate a test signal
fs = 44100;
t = (0 : 1/fs : 3);
x = chirp(t, 1000, t(end), 5000);
% STFT parameters
win = hamming(1024);
hop = length(win) / 4;
nfft = length(win);
% Compute the STFT
X = stft(x, win, hop, nfft);
% Reconstruct the signal using the ISTFT
y = istft(X, win, hop, nfft, fs);
% Compare the original and reconstructed signals
figure();
plot(t, x, 'b', t, y, 'r--');
legend('Original', 'Reconstructed');
xlabel('Time (s)');
ylabel('Amplitude');
title('Comparison between original and reconstructed signals');
```
这个示例代码生成一个测试信号,使用 STFT 将其转换到频域,然后使用 ISTFT 将其转换回时域,并且比较了原始信号和重构信号的差异。
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