首页

> 学术论文知识库

首页 学术论文知识库 问题

微弱信号与检测论文

发布时间:

微弱信号与检测论文

Because of the increased degree of automation, all production processes are concentrated control or detection, measurement instruments and measured the distance between distant objects, environmental conditions more complicated. In particular, the measured signal is weak and is buried in the noise of how the weak signal was detected more and more people's attention. Weak signal detection is an emerging technology disciplines, cover the application of optical, electrical, magnetic, acoustic, thermal, biological, mechanical, geological, environmental, medical, laser, materials, and other fields. Its equipment has become indispensable to modern scientific equipment. Weak signal detection is the purpose of extracting useful from the noise signal, or use some new technologies and new ways to improve the detection system output signal a letter impatient than the paper first to understand the weak signal detection technology development on the basis of the status quo, have weak signal detection technology The basic principle, the weak signal conditioning for the detailed design. The design chosen photoelectric detector to weak-signal acquisition, preamplifier Yun-partly because of bandwidth limitations and gain the request, using two amplifier. Selection of low noise, high-bandwidth OPA380 transported to the first-class signal amplification, Wan Fang LM358 completed two to enlarge. In this paper, the design of second-order Chebyshev low pass filter to enlarge active after the signal filtering, signal filtering, with a voltage signal for increased drive capability. In weak signal processing circuit design, the layout of the circuit boards for the detailed design, to reduce leakage current in the circuit. .

生物医学信号处理方法论文

生物医学信号处理是指据生物医学信号特点,应用信息科学的基本理论和方法,研究如何从扰和噪声淹没的观察记录中提取各种生物医学信号中所携带的信息,并对它们进步分析、解释和分类。以下是我精心准备的生物医学信号处理方法论文,大家可以参考以下内容哦!

摘 要: 生物医学信号是人体生命信息的集中体现,深入进行生物医学信号检测与处理的理论与方法的研究对于认识生命运动的规律、探索疾病预防与治疗的新方法都具有重要的意义。

关键词: 生物医学信号 信号检测 信号处理

1 概述

1。1 生物医学信号及其特点

生物医学信号是一种由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号,属于强噪声背景下的低频微弱信号,信号本身特征、检测方式和处理技术,都不同于一般的信号。生物医学信号可以为源于一个生物系统的一类信号,这些信号通常含有与生物系统生理和结构状态相关的信息。生物医学信号种类繁多,其主要特点是:信号弱、随机性大、噪声背景比较强、频率范围一般较低,还有信号的统计特性随时间而变,而且还是非先验性的。

1。2 生物医学信号分类

按性质生物信号可分为生物电信号(Bioelectric Signals),如脑电、心电、肌电、胃电、视网膜电等;生物磁信号(Biomagnetic Signals),如心磁场、脑磁场、神经磁场;生物化学信号(Biochemical Signals),如血液的pH值、血气、呼吸气体等;生物力学信号(Biomechanical Signals),如血压、气血和消化道内压和心肌张力等;生物声学信号(Bioacoustic Signal),如心音、脉搏、心冲击等。

按来源生物医学信号可大致分为两类:(1)由生理过程自发产生的主动信号,例如心电(ECG)、脑电(EEG)、肌电(EMG)、眼电(EOG)、胃电(EGG)等电生理信号和体温、血压、脉博、呼吸等非电生信号;(2)外界施加于人体、把人体作为通道、用以进行探查的被动信号,如超声波、同位素、X射线等。

2 生物医学信号的检测及方法

生物医学信号检测是对生物体中包含的生命现象、状态、性质和成分等信息进行检测和量化的技术,涉及到人机接口技术、低噪声和抗干扰技术、信号拾取、分析与处理技术等工程领域,也依赖于生命科学研究的进展。信号检测一般需要通过以下步骤(见图1)。

①生物医学信号通过电极拾取或通过传感器转换成电信号;②放大器及预处理器进行信号放大和预处理;③经A/D转换器进行采样,将模拟信号转变为数字信号;④输入计算机;⑤通过各种数字信号处理算法进行信号分析处理,得到有意义的结果。

生物医学信号检测技术包括:(1)无创检测、微创检测、有创检测;(2)在体检测、离体检测;(3)直接检测、间接检测;(4)非接触检测、体表检测、体内检测;(5)生物电检测、生物非电量检测;(6)形态检测、功能检测;(7)处于拘束状态下的生物体检测、处于自然状态下的生物体检测;(8)透射法检测、反射法检测;(9)一维信号检测、多维信号检测;(10)遥感法检测、多维信号检测;(11)一次量检测、二次量分析检测;(12)分子级检测、细胞级检测、系统级检测。

3 生物医学信号的处理方法

生物医学信号处理是研究从扰和噪声淹没的信号中提取有用的生物医学信息的特征并作模式分类的方法。生物医学信号处理的目的是要区分正常信号与异常信号,在此基础上诊断疾病的存在。近年来随着计算机信息技术的飞速发展,对生物医学信号的处理广泛地采用了数字信号分析处理方法:如对信号时域分析的相干平均算法;对信号频域分析的快速傅立叶变换算法和各种数字滤波算法;对平稳随机信号分析的功率谱估计算法和参数模型方法;对非平稳随机信号分析的短时傅立叶变换、时频分布(维格纳分布)、小波变换、时变参数模型和自适应处理等算法;对信号的非线性处理方法如混沌与分形、人工神经网络算法等。下面介绍几种主要的处理方法。

3。1 频域分析法

信号的频域分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f),从而将时间变量转变成频率变量,帮助人们了解信号随频率的变化所表现出的特性。信号频谱X(f)描述了信号的频率结构以及在不同频率处分量成分的大小,直观地提供了从时域信号波形不易观察得到频率域信息。频域分析的'一个典型应用即是对信号进行傅立叶变换,研究信号所包含的各种频率成分,从而揭示信号的频谱、带宽,并用以指导最优滤波器的设计。

3。2 相干平均分析法

生物医学信号常被淹没在较强的噪声中,且具有很大的随机性,因此对这类信号的高效稳健提取比较困难。最常用的常规提取方法是相干平均法。相干平均(Coherent Average)主要应用于能多次重复出现的信号的提取。如果待检测的医学信号与噪声重叠在一起,信号如果可以重复出现,而噪声是随机信号,可用叠加法提高信噪比,从而提取有用的信号。这种方法不但用在诱发脑电的提取,也用在近年来发展的心电微电势(希氏束电、心室晚电位等)的提取中。

3。3 小波变换分析法

小波分析是传统傅里叶变换的继承和发展,是20世纪80年代末发展起来的一种新型的信号分析工具。目前,小波的研究受到广泛的关注,特别是在信号处理、图像处理、语音分析、模式识别、量子物理及众多非线性科学等应用领域,被认为是近年来在工具及方法上的重大突破。小波分析有许多特性:多分辨率特性,保证非常好的刻画信号的非平稳特征,如间断、尖峰、阶跃等;消失矩特性,保证了小波系数的稀疏性;紧支撑特性,保证了其良好的时频局部定位特性;对称性,保证了其相位的无损;去相关特性,保证了小波系数的弱相关性和噪声小波系数的白化性;正交性,保证了变换域的能量守恒性;所有上述特性使小波分析成为解决实际问题的一个有效的工具。小波变换在心电、脑电、脉搏波等信号的噪声去除、特征提取和自动分析识别中也已经取得了许多重要的研究成果。

3。4 人工神经网络

人工神经网络是一种模仿生物神经元结构和神经信息传递机理的信号处理方法。目前学者们提出的神经网络模型种类繁多。概括起来,其共性是由大量的简单基本单元(神经元)相互广泛联接构成的自适应非线性动态系统。其特点是:(1)并行计算,因此处理速度快;(2)分布式存贮,因此容错能力较好;(3)自适应学习(有监督的或无监督的自组织学习)。

参考文献

[1] 邢国泉,徐洪波。生物医学信号研究概况。咸宁学院学报(医学版),2006,20:459~460。

[2] 杨福生。论生物医学信号处理研究的学科发展战略。国外医学生物医学工程分册,1992,4(15):203~212。

我在工作,没时间帮你翻译了。我可以给个建议你。如果英语表达能力一般,翻译之前把你的文摘改好:改成标准的中文句式,主谓宾定状补都要按正规的语法放置。然后网上在线翻译,最后自己把关,错误的语法、不标准的专有名词改好。这样速度最快。

If in the input signal processing system, signal-to-noise ratio has been bad, even among buried in noise signal, so we want to come out, with only the signal detection method of low noise electronic design washed-up. Weak signal detection is using modern electronics and signal processing method to extract useful signal from the noise, the key is to reduce the noise. Recovery, and increase and extract useful signal. Related detection technology is according to the related principle, through the autocorrelation or cross-correlation computing to maximize the compression bandwidth, reduce the noise, to detect weak signal a technique. This paper from the signal processing system signal-to-noise improvement to simply discusses the principle of weak signal detection. Emphasis is made to the relevant assay detect weak signal principle, method and application

微弱信号检测装置设计论文

我在工作,没时间帮你翻译了。我可以给个建议你。如果英语表达能力一般,翻译之前把你的文摘改好:改成标准的中文句式,主谓宾定状补都要按正规的语法放置。然后网上在线翻译,最后自己把关,错误的语法、不标准的专有名词改好。这样速度最快。

吕进.施 秧.刘辉军.赵鑫祥.庄松林. 基于NIR的茶叶成分检测仪的设计与实现, 光电工程,2010年,Vol37(1):82-87, 吕进.赵鑫祥.刘辉军.施秧.张建庭. 基于近红外光谱的茶叶成分检测仪的软件研制,仪器仪表学报,, , . 周扬,吕进,刘铁兵,施秧,戴曙光,小波域高斯混合模型方差估计近红外降噪方法,光电工程,2011年,Vol38(8):96-100 胡小邦.吕进等,基于近红外透射光谱的黄酒酒精度、酸度检测模型研究,光电工程,2010年,Vol37(10):122-127 张建庭,吕进等. 基于聚类分析的局部建模方法在茶叶近红外光谱分析模型中的应用. 理化检验(化学分册).2010(2) 张洪军.吕进. 多普勒全场测速技术的进展[J],力学进展,2007. (03): 428-442 施秧.吕进. 双通道红外光谱微弱信号检测系统设计.激光与红外. 2007. 37 (11). 刘辉军,吕进等. 基于遗传算法的波长选择方法在绿茶近红外光谱分析模型中的应用.分析测试学报.2007,26(5). 刘辉军,吕进等. 茶叶中茶多酚含量的近红外光谱检测模型研究.红外技术. 2007,29(7) 吴 博.黄咏梅.毛谦敏.吕 进.钟罩式气体流量标准装置自动检定系统的设计与实现,中国计量学院学报,第17卷第4期,2006年12月, 吕进,毛谦敏等 移动式现场定量包装商品净含量检定系统的研制,《计量学报》,2006年10月;第27卷第4期, 吕进, 刘辉军.林敏.陈华才.庄松林,近红外光谱分析技术在茶叶成份检测中的研究,全国第一届近红外光谱学术会议论文集,中国石化出版社,ISBN7-80229-199-2,., 吕进,林敏,庄松林,基于正交小波包的茶叶近红外光谱特性分析,光谱学与光谱分析第25卷第11期, , 2005年11月 (SCIISI Document Delivery No.: 990NM) .芦永军、陈华才、吕进, 茶多酚中咖啡因的近红外光谱分析,光谱学与光谱分析 第25卷第8期,1243-1245, 2005年8月 (SCIISI Document Delivery No.: 960YO) 芦永军,陈华才,吕进, 陈星旦. 茶多酚中总儿茶素的近红外光谱分析[J].分析化学,第33卷第6期,2005年6月, (SCIISI Document Delivery No.: 943OC) LU Jin, LIN Min, ZHENG Ying-jun, LIU Hui-jun, Quality Parameter Modeling in Soft Sensing Based on Near Infrared Spectrum, Proceedings of 3rd International Symposium on Instrumentation Science and Technology, Aug. 18-22,2004,Xi’an, China,(ISTP收录) 吕进, LDV标定装置校准盘动态半径不确定度的测量方法,《计量学报》,2001年;第22卷第2期:(EI 01386656277) 吕进,殳为群. Uncertainty Investigation about the LDV Calibration Facility.《仪器仪表学报》,2000年;第21卷第6期:(2001年9月评为浙江省自然科学优秀论文二等奖) Yu Hou and Jin Lu, Theory and application of active set method in evaluation of form tolerance, Measurement (Journal of the International Measurement Confederation),, , , 1996 侯宇,吕进,三坐标测量机上形状误差评定的理论与方法,《仪器仪表学报》,, , 1996年12月,

If in the input signal processing system, signal-to-noise ratio has been bad, even among buried in noise signal, so we want to come out, with only the signal detection method of low noise electronic design washed-up. Weak signal detection is using modern electronics and signal processing method to extract useful signal from the noise, the key is to reduce the noise. Recovery, and increase and extract useful signal. Related detection technology is according to the related principle, through the autocorrelation or cross-correlation computing to maximize the compression bandwidth, reduce the noise, to detect weak signal a technique. This paper from the signal processing system signal-to-noise improvement to simply discusses the principle of weak signal detection. Emphasis is made to the relevant assay detect weak signal principle, method and application

由于自动化程度的提高,各个生产环节都集中控制或检测,测量仪器与被测对象的距离较远,环境条件较为复杂。特别是被测信号是微弱的而且是深埋在噪声中的,怎样对微弱信号进行检测越来越受到人们的重视。微弱信号检测是一门新兴的技术学科,应用范围遍及光、电、磁、声、热、生物、力学、地质、环保、医学、激光、材料等领域。其仪器已成为现代科学研究中不可缺少的设备。微弱信号检测的目的是从噪声中提取有用信号,或用一些新技术和新方法来提高检测系统输出信号的信躁比本文首先在了解微弱信号检测技术发展现状的基础上,掌握微弱信号检测技术的基本原理,对微弱信号调理电路进行详细设计。本设计选用光电探测器对微弱光信号进行采集,前置放大部分由于运放带宽的限制和放大倍数的要求,采用二级放大电路。选用低噪声、高带宽的运放OPA380进行信号第一级放大,运放LM358完成二级放大。本文设计切比雪夫型二阶低通有源滤波器对放大后的信号进行滤波,信号经过滤波后,采用电压跟随器加大信号驱动能力。在微弱信号调理电路设计中,还对电路板布局作详细设计,以减少电路中的泄漏电流。

微信公众号论文检测

PaperTime是在“教育大数据联盟平台”的基础上,优先获取教育数据资源,采用多级指纹对比技术及深度语义识别技术,实现“实时查重、在线修改、同步降重”一步到位。新用户免费10000字查询。

一年一度的毕业季就要来临,很多学子社会开始进行着手毕业论文研究设计发展以及答辩。在这个忙碌的四月,许多学生开始了毕业论文写作之旅。而对于第1次撰写完成自己的论文的同志们来说,他们有苦难言,但也同时能够进行理解并接受我们最终通过审核的结果与意见。下面就是我们可以将从几方面为大家讲述该项功能的使用管理流程和使用技巧。

一、确定参考文献类型在寻找你所需要的主题时,你首先需要确认好你要寻找的主题是否具有参考价值和科学性,例如,你可以在你的主题中引用数据或者统计上的结论;然后根据主题来选择参考文章类型,这样即便是参考文献没有被收录,但也能帮助你顺利地找到所需要的参考文献。

二、确定研究论文的内容不同类型在寻找论文时,你还需要一个特别需要注意论文主要内容的种类,如果你想找某篇论文的核心思想观点和论据更加充实,你必须发展提供资源丰富的参考文档给读者。因此,建议您确定论文中的内容类型,然后确定参考文件的格式。

三、PaperBye公众号论文查重系统,数据范围包括,硕博研究生论文,本科毕业论文,课程作业论文,活动征文,会议论文,专利,图书专著等各领域数据,目前推出,永久免费版,不限制篇数,不限制字数,每天可以免费查重。

可以。paperfree和papertime的微信公众号就能够进行论文查重,还可以领取免费字数,并且还能够通过微信公众号进行在线改重、实时查重以及机器排版的功能。在公众号里面也可以进行知网查重。

论文是一个汉语词语,拼音是lùn wén,古典文学常见论文一词,谓交谈辞章或交流思想。

当代,论文常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章,简称之为论文。它既是探讨问题进行学术研究的一种手段,又是描述学术研究成果进行学术交流的一种工具。它包括学年论文、毕业论文、学位论文、科技论文、成果论文等。

2020年12月24日,《本科毕业论文(设计)抽检办法(试行)》提出,本科毕业论文抽检每年进行一次,抽检比例原则上应不低于2%。

论文装订,论文的有关部分全部抄清完了,经过检查,再没有什么问题,把它装成册,再加上封面。论文的封面要朴素大方,要写出论文的题目、学校、科系、指导教师姓名、作者姓名、完成年月日。论文的题目的作者姓名一定要写在表皮上,不要写里面的补页上。

在论文查重时首先我们要明确学校的要求,其次选择初稿免费查重系统进行检测,毕业论文完成步骤有哪些?很多同学都不太了解毕业论文怎么才能合格,下面跟着小编来了解下吧!其实论文的完成步骤还是很简单的,只要你能完成一下几点,那么顺利毕业就是很简单的一件事。推荐同学们使用cnkitime学术不端论文查重免费网站,大学生版(专/本科毕业论文定稿)、研究生版(硕博毕业论文定稿)、期刊职称版(期刊投稿,职称评审)以上版本均可免费查重不限篇数。

第一、初稿定稿。只是我们写毕业论文的第一步,我们先得准备好论文,虽然刚开始只是一个初稿,但是也需要我们认真对待。初稿完成后再经过多次的润色修改,按照指导老师的建议去不断完善,最后确定定稿。

第二、按学校要求进行查重。学校对于学生提交的毕业论文都有一个重复率的要求,学生必须要达到学校要求的论文重复率才行。在完成毕业论文后,同学们可以根据学校要求去进行论文查重。

第三、论文查重系统选择。不同的查重系统检测结果是不同的,这主要是它们的数据库以及算法都不相同才导致的。学校一般只会为我们提供一至二次的免费查重机会,如果都没合格那么就可能会有延期毕业的风险。所以,小编建议同学们在提交学校进行查重前,可以先自己在网上找一些查重软件自己去进行检测,如cnkitime论文查重系统都是不错的查重软件,安全保障不泄露不收录。

论文检测微信

可以。paperfree和papertime的微信公众号就能够进行论文查重,还可以领取免费字数,并且还能够通过微信公众号进行在线改重、实时查重以及机器排版的功能。在公众号里面也可以进行知网查重。

论文是一个汉语词语,拼音是lùn wén,古典文学常见论文一词,谓交谈辞章或交流思想。

当代,论文常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章,简称之为论文。它既是探讨问题进行学术研究的一种手段,又是描述学术研究成果进行学术交流的一种工具。它包括学年论文、毕业论文、学位论文、科技论文、成果论文等。

2020年12月24日,《本科毕业论文(设计)抽检办法(试行)》提出,本科毕业论文抽检每年进行一次,抽检比例原则上应不低于2%。

论文装订,论文的有关部分全部抄清完了,经过检查,再没有什么问题,把它装成册,再加上封面。论文的封面要朴素大方,要写出论文的题目、学校、科系、指导教师姓名、作者姓名、完成年月日。论文的题目的作者姓名一定要写在表皮上,不要写里面的补页上。

免费的论文查重平台

第一个 超星尔雅,5次机会

第二个 360查重平台1次机会

第三个百度学术查重2次

第四个 writepass 1次

这个时候我就不知道改啥了,而且也要定稿了,就用知网查了,9%,免费的平台也就是知道哪里需要改,终稿还是要用知网查一下

给后来的学弟学妹们一点建议吧,本人刚经历过查重,用了维普,笔杆网,学信网,paperyy,各种免费网站以及有免费机会的付费网站,所有的网站都不如知网,知网虽然有两次机会,但是这个两次机会也不是对个人开放的,个人建议,在最后提交的时候,淘宝上买一次知网查重,知网里有一个论文库叫大学生联合论文对比库,这个是别的任何网站都没有的,这个库里边是什么呢,是你的学长学姐们写出来的论文,只要你的题目是之前有人写过的,或者写给类似的,知网查出来的重复率就会高很多,我同学在维普上查重3%,知网直接50%多,因为他参考了学长的论文,所以别的不多说了,学弟学妹们参考一下

论文查重

一、在学校图书馆查重

学校一般合作或自行开发的论文查重系统,很多学校与知网论文查重系统合作,通常为毕业生提供数量有限的免费论文查重。因此,大学生可以在学校图书馆登录校园网,找到查重入口,自行提交毕业论文,检测重复率。

二、在网上找查重系统

除了知网的论文查重系统,网上还有很多种类的论文查重系统。比如维普和万方,还有paperfree和papertime等论文查重系统,可以通过参与网站活动获得免费查重字数。你可以选择一个适合你论文的定期查重系统来提交你的论文进行测试。

三、在手机上查重

除了登录互联网在电脑上找到查重系统,大家还可以使用手机检测论文的重复率。很多论文查重系统都有微信公众号或者小程序,可以通过公众号和小程序提交论文进行查重。

信号检测与估计小论文

1等比量表 (1)感觉比例法 要点: 感觉量加倍或减半。 举例: 不同豪朗伯的光强度实验,响度实验。 定律: 斯蒂文斯定律。 (2)数量估计法 要点: 先呈现一个标准刺激,并赋予一个主观数值(如100),然后变化物理刺激的强度,让被试根据刚才的标准刺激,主观估计该刺激的数值。 举例: 气味的强度实验 定律: 斯蒂文斯定律。 2等距量表 (1)感觉等距法 要点: 将一个感觉分成主观上相等距离 举例: 音高 定律: 韦伯,费希纳定律。 (2)差别阈限法 要点: 以绝对阈限为零点,用最小可觉差作为心理物理量表的等距单位制作量表。 定律: 韦伯,费希纳定律 3顺序量表 (1)对偶比较法 要点: 刺激配成对判断。 举例: 颜色爱好的顺序量表。 (2)等级排列法 要点: 许多刺激同时呈现,让许多被试者按照一定标准,把刺激排成顺序。 举例: 天文学家等级排名。 信号检测论的由来 电子侦察系统中的信号检测,与人类感知过程的信号检测联系起来。 信号检测论能够区分辨别力和反应标准,因而可以被用到心理物理实验中。 (一)基本原理 统计学原理 最优决策与判断原则 人在判断信号标准时,受到如下几个因素的影响: 信号和噪音的特点: 1先验概率 2个体判定结果的奖惩的严格程度 正确拒绝的奖励越大,虚报的惩罚越大,判断标准就越高。报准的奖励越大,漏报的惩罚越大,判断标准就越低。 被试因素: 3被试所要达到的目的 如果被试追求最大正确判断的概率,击中和正确拒绝的概率就相等。虚报和漏报的概率也相等,判断标准位于两个分布曲线的交点。 4其他因素 (1)被试者的速度与准确性权衡。 (2)被试有关实验的知识和经验。 (3)被试者的主观预期概率。 (4)系列跟随效应。 #以上因素的影响,使人类的判断标准不稳定。实验中应尽可能控制这些因素,使判断标准相对稳定。 (三)信号检测论的应用 1有无法 实验程序: 口头报告有无信号。信号和噪音各自呈现的次数由先定概率规定。二者呈现的总次数在100-200次以上。 2评价法 实验程序: 与有无法相同。将从"有信号"和"无信号"的感觉连续划分成几个评价等级,被试根据自己的判断报告感觉评价等级。 3迫选法 实验程序: 每个系列包含连续呈现的m个刺激,其中一个是信号、其余是噪音,口头报告在哪一个时间顺序上出现的是信号,在哪一个时间顺序是噪音。 应用 1医学研究与临床诊断 研究仪器与临床诊断中,药物对疾病的判断能力,药物对疾病的作用,避免误诊。 2心理学研究中的应用 感知觉: 个体视知觉,听觉和各种皮肤知觉等方面的感受性。 认知研究: 被试对不同特征的刺激的编码与判断。 个体反应倾向的评价。 内隐记忆、阈下知觉和意识领域的研究。 3工业心理学的应用 主要用于研究人们的警戒水平,避免各种操作和作业的失误造成人员和财产损失。 评价 1可以分开测量被试的辨别力和反应倾向。 2测量信号的同时也可以测量噪音,建立报准率和虚报率两个尺度,使对反应倾向的测量成为可能。 #更适合用于人的主观态度对实验结果有较大的实验中。

生物医学信号处理方法论文

生物医学信号处理是指据生物医学信号特点,应用信息科学的基本理论和方法,研究如何从扰和噪声淹没的观察记录中提取各种生物医学信号中所携带的信息,并对它们进步分析、解释和分类。以下是我精心准备的生物医学信号处理方法论文,大家可以参考以下内容哦!

摘 要: 生物医学信号是人体生命信息的集中体现,深入进行生物医学信号检测与处理的理论与方法的研究对于认识生命运动的规律、探索疾病预防与治疗的新方法都具有重要的意义。

关键词: 生物医学信号 信号检测 信号处理

1 概述

1。1 生物医学信号及其特点

生物医学信号是一种由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号,属于强噪声背景下的低频微弱信号,信号本身特征、检测方式和处理技术,都不同于一般的信号。生物医学信号可以为源于一个生物系统的一类信号,这些信号通常含有与生物系统生理和结构状态相关的信息。生物医学信号种类繁多,其主要特点是:信号弱、随机性大、噪声背景比较强、频率范围一般较低,还有信号的统计特性随时间而变,而且还是非先验性的。

1。2 生物医学信号分类

按性质生物信号可分为生物电信号(Bioelectric Signals),如脑电、心电、肌电、胃电、视网膜电等;生物磁信号(Biomagnetic Signals),如心磁场、脑磁场、神经磁场;生物化学信号(Biochemical Signals),如血液的pH值、血气、呼吸气体等;生物力学信号(Biomechanical Signals),如血压、气血和消化道内压和心肌张力等;生物声学信号(Bioacoustic Signal),如心音、脉搏、心冲击等。

按来源生物医学信号可大致分为两类:(1)由生理过程自发产生的主动信号,例如心电(ECG)、脑电(EEG)、肌电(EMG)、眼电(EOG)、胃电(EGG)等电生理信号和体温、血压、脉博、呼吸等非电生信号;(2)外界施加于人体、把人体作为通道、用以进行探查的被动信号,如超声波、同位素、X射线等。

2 生物医学信号的检测及方法

生物医学信号检测是对生物体中包含的生命现象、状态、性质和成分等信息进行检测和量化的技术,涉及到人机接口技术、低噪声和抗干扰技术、信号拾取、分析与处理技术等工程领域,也依赖于生命科学研究的进展。信号检测一般需要通过以下步骤(见图1)。

①生物医学信号通过电极拾取或通过传感器转换成电信号;②放大器及预处理器进行信号放大和预处理;③经A/D转换器进行采样,将模拟信号转变为数字信号;④输入计算机;⑤通过各种数字信号处理算法进行信号分析处理,得到有意义的结果。

生物医学信号检测技术包括:(1)无创检测、微创检测、有创检测;(2)在体检测、离体检测;(3)直接检测、间接检测;(4)非接触检测、体表检测、体内检测;(5)生物电检测、生物非电量检测;(6)形态检测、功能检测;(7)处于拘束状态下的生物体检测、处于自然状态下的生物体检测;(8)透射法检测、反射法检测;(9)一维信号检测、多维信号检测;(10)遥感法检测、多维信号检测;(11)一次量检测、二次量分析检测;(12)分子级检测、细胞级检测、系统级检测。

3 生物医学信号的处理方法

生物医学信号处理是研究从扰和噪声淹没的信号中提取有用的生物医学信息的特征并作模式分类的方法。生物医学信号处理的目的是要区分正常信号与异常信号,在此基础上诊断疾病的存在。近年来随着计算机信息技术的飞速发展,对生物医学信号的处理广泛地采用了数字信号分析处理方法:如对信号时域分析的相干平均算法;对信号频域分析的快速傅立叶变换算法和各种数字滤波算法;对平稳随机信号分析的功率谱估计算法和参数模型方法;对非平稳随机信号分析的短时傅立叶变换、时频分布(维格纳分布)、小波变换、时变参数模型和自适应处理等算法;对信号的非线性处理方法如混沌与分形、人工神经网络算法等。下面介绍几种主要的处理方法。

3。1 频域分析法

信号的频域分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f),从而将时间变量转变成频率变量,帮助人们了解信号随频率的变化所表现出的特性。信号频谱X(f)描述了信号的频率结构以及在不同频率处分量成分的大小,直观地提供了从时域信号波形不易观察得到频率域信息。频域分析的'一个典型应用即是对信号进行傅立叶变换,研究信号所包含的各种频率成分,从而揭示信号的频谱、带宽,并用以指导最优滤波器的设计。

3。2 相干平均分析法

生物医学信号常被淹没在较强的噪声中,且具有很大的随机性,因此对这类信号的高效稳健提取比较困难。最常用的常规提取方法是相干平均法。相干平均(Coherent Average)主要应用于能多次重复出现的信号的提取。如果待检测的医学信号与噪声重叠在一起,信号如果可以重复出现,而噪声是随机信号,可用叠加法提高信噪比,从而提取有用的信号。这种方法不但用在诱发脑电的提取,也用在近年来发展的心电微电势(希氏束电、心室晚电位等)的提取中。

3。3 小波变换分析法

小波分析是传统傅里叶变换的继承和发展,是20世纪80年代末发展起来的一种新型的信号分析工具。目前,小波的研究受到广泛的关注,特别是在信号处理、图像处理、语音分析、模式识别、量子物理及众多非线性科学等应用领域,被认为是近年来在工具及方法上的重大突破。小波分析有许多特性:多分辨率特性,保证非常好的刻画信号的非平稳特征,如间断、尖峰、阶跃等;消失矩特性,保证了小波系数的稀疏性;紧支撑特性,保证了其良好的时频局部定位特性;对称性,保证了其相位的无损;去相关特性,保证了小波系数的弱相关性和噪声小波系数的白化性;正交性,保证了变换域的能量守恒性;所有上述特性使小波分析成为解决实际问题的一个有效的工具。小波变换在心电、脑电、脉搏波等信号的噪声去除、特征提取和自动分析识别中也已经取得了许多重要的研究成果。

3。4 人工神经网络

人工神经网络是一种模仿生物神经元结构和神经信息传递机理的信号处理方法。目前学者们提出的神经网络模型种类繁多。概括起来,其共性是由大量的简单基本单元(神经元)相互广泛联接构成的自适应非线性动态系统。其特点是:(1)并行计算,因此处理速度快;(2)分布式存贮,因此容错能力较好;(3)自适应学习(有监督的或无监督的自组织学习)。

参考文献

[1] 邢国泉,徐洪波。生物医学信号研究概况。咸宁学院学报(医学版),2006,20:459~460。

[2] 杨福生。论生物医学信号处理研究的学科发展战略。国外医学生物医学工程分册,1992,4(15):203~212。

相关百科

热门百科

首页
发表服务