心电信号的频谱分析.doc
《心电信号的频谱分析.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《心电信号的频谱分析.doc(18页珍藏版)》请在沃文网上搜索。
1、 燕山大学课程设计(论文)任务书院(系):电气工程学院 基层教学单位:生物医学工程系 学 号学生姓名专业(班级)09医疗仪器设计题目 心电信号的频谱分析设计技术参数 采样点数N=400 采样频率f=100HZ设计要求 利用Matlab软件对心电信号进行时域分析(包括均值,方差,标准差,峰峰值,极大值和极小值)和频域分析(包括自相关函数,FFT,功率谱),其中涉及的参数根据需要自主选择工作量分析题目,查阅相关资料,熟悉MATLAB程序设计方法编写程序代码、调试、运行根据设计结果写出报告工作计划第一天 查资料,确认题目 第二天 任务书审定,熟悉MATLAB工作环境 第三天 编写程序并进行程序调试
2、第四天 完成基本设计要求 第五天 完成设计要求及任务说明书 参考资料1、信号处理原理及应用 机械工业出版社 谢平 20082、Matlab信号处理与应用 国防工业出版社 董长虹 20053、刘波 文忠 曾涯 matlab信号处理 电子工业出版社 2005指导教师签字 孟辉 赵勇基层教学单位主任签字徐永红说明:此表一式四份,学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份2012年12 月10 日目录摘要1引言2一、 MATLAB软件介绍3二、 心电信号分析方法42.1时域分析42.2频域分析42.3自相关函数分析42.4 FFT分析52.5功率谱分析6三、 心电信号分析83.1 Matlab编程实现8
3、3.2 Matlab时域分析结果113.3 Matlab频域分析结果11心得体会15参考文献16摘要信号处理的基本概念和分析方法已应用于许多不同领域和学科中,尤其是数字计算机的出现和大规模集成技术的高度发展,有力地推动了数字信号处理技术的发展和应用。心电信号是人类最早研究并应用于医学临床的生物电信号之一,它比其他生物电信号便易于检测,并具有较直观的规律性,对某些疾病尤其是心血管疾病的诊断具有重要意义。它属于随机信号的一种,用数字信号处理的方法和Matlab软件对其进行分析后,可以得到许多有用的信息,对于诊断疾病有非常重要的参考价值。关键字:信号处理 心电信号 Matlab 2 引言MATLAB
4、是矩阵实验室的简称,是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。心电信号是人类最早研究并应用于医学临床的生物电信号之一,它比其他生物电信号便易于检测,并具有较直观的规律性,对某些疾病尤其是心血管疾病的诊断具有重要意义。按照信号与系统问题可以分为两大类基本分析方法:时域分析方法和频域
5、分析方法。两种方法各有不同,互相补充。 3一、 MATLAB软件介绍MATLAB是矩阵实验室的简称,是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。MATLAB是由美国MathWorks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了
6、传统非交互式程序设计语言(如C、Fortran)的编辑模式,代表了当今国际科学计算软件的先进水平。MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。MATLAB的基本数据单元是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解决问题要比用C,FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多,并且MATLAB也吸收了像Maple
7、等软件的优点。在新的版本中也加入了对C,FORTRAN,C+,JAVA的支持。可以直接调用,用户也可以将自己编写的使用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用,此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序,用户可以直接进行下载就可以用。 4 二、 心电信号分析方法按照信号与系统问题可以分为两大类基本分析方法:时域分析方法和频域分析方法。两种方法各有不同,互相补充。2.1时域分析时域分析方法是对连续信号进行采样、量化和编码形成离散的二进制数字序列,再采用数字信号处理技术进行处理。信号的采样过程如果满足一定条件,那么得到的这种离散的二进制序列在形状特征以及内在属性上完全可替代原连续信号
8、,只是这样方便人们分析处理信号并提取有用信息。对心电信号进行的时域处理通常包括信号的均值,方差,标准差,峰峰值,极大值和极小值六种。2.2频域分析离散系统的频域分析就是研究离散信号通过离散系统以后在频谱结构上所产生的变化,为此首先必须了解描述离散系统频率特性的有关特征量。信号的有些信息在用空域分析是得不到的,而如果用频域分析方法的话,可以得到其中许多有价值的信息。2.3自相关函数分析自相关函数是用来表征一个随机过程本身,在任意两个不同时刻t1,t2的状态之间的相关程度,是内在联系的一种度量。自相关函数是描述随机信号x(t)在任意两个不同时刻t1,t2的取值之间的相关程度。可以用来确定输出多大程
9、度上取决于输入,对于修正测量中接入噪声源产生的误差非常有效。且还能用来检测隐藏的周期信号。设原函数是f(t),则自相关函数定义为。 52.4 FFT分析有限长序列可以通过离散傅里叶变换(DFT)将其频域也离散化成有限长序列,但其计算量太大,很难实时地处理问题,因此引出了快速傅里叶变换(FFT)。快速傅氏变换(FFT)是离散傅氏变换的快速算法,它是根据离散傅氏变换的奇、偶、虚、实等特性,对离散傅立叶变换的算法进行改进获得的。它对傅氏变换的理论并没有新的发现,但是对于在计算机系统或者说数字系统中应用离散傅立叶变换,可以说是进了一大步。根据对序列分解与选取方法的不同而产生了FFT的多种算法,基本算法
10、是基DIT和基DIF。设x(n)为N项的复数序列,由DFT变换,任一X(m)的计算都需要N次复数乘法和N-1次复数加法,而一次复数乘法等于四次实数乘法和两次实数加法,一次复数加法等于两次实数加法,即使把一次复数乘法和一次复数加法定义成一次“运算”(四次实数乘法和四次实数加法),那么求出N项复数序列的X(m),即N点DFT变换大约就需要次运算。当N=1024点甚至更多的时候,需要N2=1048576次运算,在FFT中,利用WN的周期性和对称性,把一个N项序列(设N=2k,k为正整数),分为两个N/2项的子序列,每个N/2点DFT变换需要次运算,再用N次运算把两个N/2点的DFT变换组合成一个N点
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
10 积分
下载 | 加入VIP,下载更划算! |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电信号 频谱 分析