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Biomedical Signal Processing生物医学信号处理 ZhaoXu 200704 概述 教授内容: 1. 概述 2. 随机信号基础 3. 数字信号处理基础 4. 数字相关和数字卷积 5. 维纳滤波 6. 随机信号的参数建模法 7. 自适应滤波 概述 实验内容: 随机信号的数字特征分析 数字相关和数字卷积程序编写 编程解维纳－霍夫方程 第一章 生物医学信号概论 第一节 学习生物医学信号处理的理由 第二节 信号及其类型 第三节 一些典型的生物医学信号简介 第四节 处理生物医学信号的目的 第一节 学习医学信号处理的理由 生物医学工程是一个应用性的研究领域 《生物医学信号处理》是该专业的主干课程 作为一名生物医学工程师应该掌握信号处理的定性描述,并具备应用定量分析方法解决生物医学问题的技能。 第二节 信号及其类型 信号的分类： （a）被探测信号的产生方式： （1）内源信号 （2）外源信号 （3）感生信号 （b）从能量的观点： （1）有限能量信号 （2）有限功率信号 第二节 信号及其类型 （c）从信号的表现形式： （1）模拟信号 （2）离散信号 （3）数字信号 （d）按信号的性质： （1）确定性信号 （2）非确定性信号 第二节 信号及其类型 按信号的性质又可以分为： （1）确定性信号 （2）随机信号 （3）分形信号 （4）混沌信号 第二节 信号及其类型 分形信号：无限复杂但具有一定意义下的 自相似性。 第二节 信号及其类型 生物医学系统中存在分形信号在过去十多年里已经取得了广泛共识。 心率信号是分形信号的一个典型例子。 下面看到的是一个分形的图形 第二节 信号及其类型 混沌信号：不能准确预测其未来的确定性信号。 什么是混沌，目前科学上还没有确切的定义 ！！ 混沌具有内在的确定性 、混沌具有分形的性质 、混沌具有标度不变性 、混沌现象还具有对初始条件的敏感依赖性 。 最后一点可以用“蝴蝶效应”来比喻：在巴西一只蝴蝶翅膀的拍打能在美国得克萨斯州产生一个陆龙卷，并由此提出了天气的不可准确预报性 。 第三节 一些典型的医学信号简介 EEG 第三节 一些典型的医学信号简介 第三节 一些典型的医学信号简介 EMG 第三节 一些典型的医学信号简介 第三节 一些典型的医学信号简介 第四节 处理生物医学信号的目的 信号处理定义为对一个信号的操作，并达到以下目的： （1）从信号中提取信息； （2）提取有关两个信号（或更多关系的 信息； （3）产生一种信号的表达式。 第四节 处理生物医学信号的目的 处理生物医学信号的动机可归纳如下 : （1）去除不需要的信号成份，因为它们 污染了感兴趣的信号； （2）用更明显或更有用的形式表达提取 的信息； （3）为了预期信号源的行为，预测信号 的未来值。 第四节 处理生物医学信号的目的 第一个动机可通过滤波处理来完成，以后各章几乎都涉及到从信号中去除躁声的问题。 问题的关键在于用户必须决定什么是用信号和什么是噪声。 第四节 处理生物医学信号的目的 关于第二个动机： 生物医学工程师常将信号分解为基本信号类型的和，以检查异常信号并发现疾病。 这些方法中有许多需要利用付里叶变换中的特性，例如，心脏阻塞，几至几十秒的血压振荡等几种心呼吸疾病的表达就是如此。 另一方面，我们也会发现许多生物医学信号并不服从上述付里叶变换的基本特性（从实际的角度，不是从数学的角度）：即信号不能够表达为正弦和。 因此，我们需要发展新的方法，将信号分解为基本的信号类型，以更好地代表生物医学信号。 第四节 处理生物医学信号的目的 在两种情况下通常需要预测信号的未来值： 第一，控制行为的时候。 例如，通过周期性注射胰岛素来控制血液葡萄糖的含量。 由于任何控制行动都需要一定时间之后才能知道效果，所以如果我们能在短时间内预测到控制行动将产生的效果，则对病人就十分有用。 第四节 处理生物医学信号的目的 第二，一种疾病发作的早期检测。 早期发现疾病有利于该疾病的治疗，所以需