医学信号检测与智能处理

生物医学信号检测与处理

吴建盛吴建孟

摘要：本文简要介绍了生物医学信号处理的研究现状，并针对生物医学数字信号的特点介绍了生物医学信号处理的一些现代方法。这些方法包括生物医学信号的检测、滤波、频谱分析、小波分析和神经网络分析。

关键词：生物医学信号信号检测信号处理中图分类号：Q811文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2011.09.004

信号处理的领域是相当广泛而又深入的，已在不同程度上渗透到几乎所有的医疗卫生领域。从预防医学、基础医学到临床医学，从医疗、科研到健康普查，都已有许多成功的例子，如心电图分析，脑电图分析，视网膜电图分析，光片处理，图像重建，健康普查的医学统计，疾病的自动诊断，细胞、染色体显微图像处理，血流速度测定，生物信号的混沌测量等等。对生物医学信号进行的处理称为生物医学信号处理。生物医学信号有一维、二维之分，一般而言，将一维信号称为信号，二维信号称为图像。自然界广泛存在的生物医学信号是连续的，由于计算机巨大的计算能力，一般先用转换器将连续信号转换成数字信号，然后在计算机内用各种方法编制成的软件进行分析处理。1生物医学信号检测[1]

生物医学信号检测是对生物体中包含的生命现象、状态、性质和成分等信息

生物医学信号检测与处理

吴建盛吴建孟

摘要：本文简要介绍了生物医学信号处理的研究现状，并针对生物医学数字信号的特点介绍了生物医学信号处理的一些现代方法。这些方法包括生物医学信号的检测、滤波、频谱分析、小波分析和神经网络分析。

关键词：生物医学信号信号检测信号处理中图分类号：Q811文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2011.09.004

信号处理的领域是相当广泛而又深入的，已在不同程度上渗透到几乎所有的医疗卫生领域。从预防医学、基础医学到临床医学，从医疗、科研到健康普查，都已有许多成功的例子，如心电图分析，脑电图分析，视网膜电图分析，光片处理，图像重建，健康普查的医学统计，疾病的自动诊断，细胞、染色体显微图像处理，血流速度测定，生物信号的混沌测量等等。对生物医学信号进行的处理称为生物医学信号处理。生物医学信号有一维、二维之分，一般而言，将一维信号称为信号，二维信号称为图像。自然界广泛存在的生物医学信号是连续的，由于计算机巨大的计算能力，一般先用转换器将连续信号转换成数字信号，然后在计算机内用各种方法编制成的软件进行分析处理。1生物医学信号检测[1]

生物医学信号检测是对生物体中包含的生命现象、状态、性质和成分等信息

信号专业资料

一、测试系统基本组成及类型1 基本组成传感器：拾取信号， 将振动信号变为电荷信号 电荷放大器：放大信号， 将电荷信号变为电压信号

A/D卡：转换信号， 将电压信号变为数字信号 计算机：分析信号 进行诊断

信号专业资料

2.测量量

– 振动位移– 振动速度 – 振动加速度

3、振动的位移、速度、加速度指标 位移： x(t)=A*sin(2πft+φ) A-振幅，大小 f-频率，快慢 速度： v(t)=dx(t)/dt=fAcos(2πft+φ) 加速度：a(t)=dv(t)/dt=-f2Asin(2πft+φ) 三者间频率 f 不变，最大幅值呈 f 倍递增 位移xmax=A 速度 vmax=fA 加速度 amax=f2A

信号专业资料

安装方法

压电加速度计的安装方法 1.钢螺栓 2.绝缘螺栓和云母垫 3.磁铁吸附 4.胶合 5.蜡和橡胶泥粘附 6手持探头

信号专业资料

二、采样定理为保证采样后信号能真实地保留原始模拟信号信 息，信号采样频率必须至少为原信号中最高频率成 分的2倍，亦称仙农(香农)定理。

f s 2 f max注意：满足采样定理时，只保证不发生混叠，而不 能保证采样信号能真实地反映原信号 x(t) 。工程实际 中采样频率通常大

一. 判断题

【 】1. 磁电式速度传感器是利用电磁感应原理。对

【 】2. 测量正确度描述了测量结果中粗大误差大小的程度。错 【 】3. 确定信号中那些不具有周期重复性的信号称为非周期信号。对

【 】4. 当一个空气微粒偏离其平衡位置时，就有一个压力的临时增加，据此可描

述声强为功率面积。错

【 】5. 应变片式位移传感器是将位移量转换为应变量。对

二. 单向选择

1. 通过与国家基准对比或校准来确定量值单位的为 B 。

A.国家基准 (B) 副基准 C.计量基准 D.企业基准

2. 下列不属于量值的是 D 。

A. 2m B.30kg C.4s D. A

3. 同一量多次测量时，误差的正负号和绝对值以不可预知的方式变换称为 B 。

A.系统误差 B.随机误差 C.相对误差 D.绝对误差 4. D 中那些不具有周期重复性的信号称为非周期信号。

A.离散信号 B.阶跃信号 C.不确定信号 D.确定信号

5. 周期信号的强度可用峰值、 C 、有效值、和平均功率来描述。

A.真值

医学信号处理 实验指导

河北工业大学电气工程学院生物医学工程专业专用

实验一、随机信号的产生及其数字特征分析

实验项目的目的和任务：了解随机信号的产生以及随机信号的特征。 实验内容：

1. 随机信号序列的产生 2. 随机信号的数字特征分析

实验步骤：

一、随机信号序列的产生

1、 利用matlab函数rand和randn产生随机信号序列 2、 利用同余算法生成随机信号序列 同余算法：

k(i+1)=（c*k(i)）(mod M) i=0 1 2 ....m

k(0) 给定，后面的数由k与c的乘积与M取余求得，c与

M都可以任意指定，一般情况下M=2^b，k(0)为一奇数 c=8t(+/-)3 t取整数。

具体b和t取值，可由试验得出。

随机信号不重复的长度：2^(b-2)次，b取值越大，随机信号

序列长度越长

建议 b=12 即2^10次不会重复，此时c=2^9+3 即 t=2^6。

k的取值范围，0~M-1之间。k在0~M-1上是均匀分布的。

生成随机信号序列要求：

1 用同余算法产生均匀分布的随机序列，长度

生物医学信号处理

实验指导书

2009年8月

目录

实验一 随机信号的数字特征分析............................................................................ 1 实验二 数字相关和数字卷积.................................................................................... 4 实验三 维纳－霍夫方程............................................................................................ 7 实验四

Yule-Walker方程 ........................................................................................ 11 实验一 随机信号的数字特征分析

（一）实验目的

了解随机信号的特征。

掌握随机信号的数字特征分析算法。

（二）实验原理

对于平稳各态遍历随机过程，可以用单一样本函数的时间平

目录

摘要 ............................................................... 2

Abstract ........................................................... 2

1.引言 ............................................................. 4

1.1生物医学信号的特点 .......................................... 4

1.2生物医学信号的分类 .......................................... 4

2. 生物医学信号的检测处理方法概述 .................................. 5

2.1 生物医学信号检测方法 ...................................... 5

2.1.1信号检测的步骤 ........................................ 5

2.1.2生物医学信号的检测技术的分类 .....................

陕西铁路工程职业技术学院

2013—2014 学年第 二 学期

信号故障分析及处理实训

实 训 报 告

班 级 姓 名 学 号 指导老师

通号3121 洪继超 06304120107

孔育琴

2014年 7月 7日—7月 11日

陕西铁路工程职业技术学院

2013—2014学年 第二学期

信号故障分析及处理实训（实习）成绩评定单 姓名 洪继超 平时表现成绩 综合成绩评定 班级 通号3121 实训成绩 学号 06304120107 成绩评定 评语 指导教师(签字)： 年 月 日 注：综合成绩评定中，平时表现成绩占30%，实训成绩占70%。

故障分析及处理实训报告

计算机联锁设备故障处理

第一节 TYJL-Ⅱ型计算机联锁故障分析

1. 故障现象：联锁机备机（B）脱机。

故障分析：(1)电务值班人员检查发现LSB机驱动+12V电源指示灯不亮，用电表测量驱动+12V无电源输出，再查看驱动电源发现风扇不转，由此判定为驱动电源不工作，进一步检查发现驱动电源~220V引入插头松动，插好插头故障消失。

(2)分析维修机记录，记录中提示联锁B机关键缓冲区校核错造成联锁机备机脱机，关键缓

目 录

摘 要

在科学技术迅速发展的今天，几乎所有的工程技术领域中存在数字信号，这些信号进行有效处理，以获取我们需要的信息，正有力地推动数字信号处理学科的发展。为了对信号进行可视化直观分析，引入MATLAB 作为信号仿真与调试工具，借助于M APLE 内核提供的信号处理工具箱不仅可以生成信号，还可计算系统的响应，并完成对连续系统的时域、频域及复频域的分析。通过实例表明了便捷性，可以提高工作效率，同时也证明了M ATLAB在理论分析中的重要性，因此MATLAB成为信号分析与处理的一种重要的工具。本文将就MATLAB在信号除噪和信号延迟两方面的应用进行分析与介绍。 关键词：信号仿真，响应，信号分析与处理

- 1 -

（一） 信号除噪

一． MATLAB简介

MATLAB是功能强大的科学及计算软件，它不但具有以矩阵为基础的强大数学计算和分析功能，而且还具有丰富的可视化图形表现功能和方便的程序设计功能。MATLAB的应用领域极为广泛，除了数学计算和分析外，还被广泛地应用于自动控制、系统仿真、数字信号处理、图形图像分析、数理统计、人工智能、虚拟现实技术、通信工程、金融系统等领域，因此，MATLAB是面向21世纪的计算机程序设计及科学计算语言。

二．课题的

哈尔滨理工大学

研究生考试试卷

考试科目：数据采集与信号处理阅卷人：

专业：

姓名：

2013年06月21日

数据采集与信号处理作业

一、基本内容：基于FFT的功率谱分析程序设计与应用

1．基本要求

1）对一个人为产生的信号进行采用FFT变换方法进行功率谱分析。

已知信号x(n)=80.0*COS(2*3.14*SF*n/FS)

式中：n=0,1,2 ……N-1

SF---信号频率

FS---采样频率

其FFT变换结果X(k)可用下面提供的FFT子程序求出，计算功率谱的公式为：

W（k）=2(XR(k)2 +XI(k)2)/N

式中：k=0,1,2 ……N/2-1

XR(k)--- X(k)的实部

XI(k)--- X(k)的虚部

请用VB,VC或C++Builder编译器编程，或采用MATLAB计算，或采用高级语言调用MATLAB计算。处理结果为采用窗口显示时域波形和频域波形。

此信号的时域谱，频域谱，功率谱如下图所示：

2

数据采集与信号处理作业

3

数据采集与信号处理作业

其MA TLAB代码为：

FS=200;

SF=10;

N=1024;

n=0:N-1;

t=n/FS;

x=80.0*cos(2*3.14*SF*t);

subplot(221);

plot(t,x);

xlabel('t');

yl