心电信号的频谱分析-FFT分析分析.pdf
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1、课程设计任务书 (指导教师填写) 课程设计名称微机应用技术课程设计学生姓名专业班级 设计题目心电信号的频谱分析 - FFT 分析 一、课程设计目的 1了解心电信号的特点; 2熟悉 MATLAB 程序设计方法; 3理解频谱分析的作用和相关概念; 二、设计内容、技术条件和要求 1采样点数 N=1000,采样频率 f=360HZ 和 100HZ; 2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(FFT ) ,其中涉及的参数根据需要自主选择; 三、时间进度安排 第 1 周:查阅资料; 第 2 周:实现设计内容 第 3 周:整理资料,撰写课
2、程设计任务书 四、主要参考文献 参考模拟电子技术 、 Matlab 信号处理与应用和医学仪器教材 指导教师签字:年月日 目录 摘要错误!未定义书签。 引言错误!未定义书签。 一、 心电信号的特点错误!未定义书签。 二、 MATLAB软件介绍 错误!未定义书签。 三、 心电信号的分析方法6 3.1 时域分析 6 3.2 频域分析 6 3.3 FFT 分析 7 四、心电信号的 Matlab 实现9 4.1 Matlab编程实现9 4.2 Matlab时域分析结果10 4.3 Matlab频域分析结果错误!未定义书签。 心得体会12 参考文献13 摘要 本次课程设计介绍了一种运用信号系统知识和MAT
3、LAB 相结合的思想 , 设计出用傅里叶变换分析MIT-BIH 心电数据 库的心电信号的方法。运用该方法既能简便的对心电信号进 行分析 , 又能把所学知识应用于解决实际问题。该方法简单 易懂 , 能加深初学者对傅里叶变换的理解,并且可以得到许 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:心电信号Matlab 傅里叶变换 引言 美国麻省理工学院提供的MIT-BIH数据库是一个权威 性的国际心电图检测标准库,近年来应用广泛,为我国的医 学程界所重视。 MIT-BIH数据库共有48 个病例,每个病例数据时长 30min,共 116000 多个心拍,包含有正常心拍和异常心拍, 内容丰富完
4、整,为了读取方便,采用txt 格式的数据文件作 为我们的原心电信号数据。利用 Matlab 提供的 textread 函数, 读取 txt 数据文件中的信号,并还原为实际波形。 本设计课题主要研究数字心电信号的初步分析及matlab 应用。通过完成本课题的设计,主要达到以下几个目的: (1)了解 MATLAB软件的特点和使用方法,熟悉基于了解人 体心电信号的时域特征和频谱特征; (2)进一步了解数字信号的分析方法; (3)通过本课题的设计,培养学生运用所学知识分析和解决 实际问题的能力。 一、心电信号的特点 心电信号属生物医学信号,具有如下特点: (1)信号具有近场检测的特点,离开人体表微小的
5、距离,就基 本上检测不到信号; (2)心电信号通常比较微弱,至多为mV 量级; (3)属低频信号,且能量主要在几百赫兹以下; (4)干扰特别强。干扰既来自生物体内,如肌电干扰、呼吸干 扰等;也来自生物体外,如工频干扰、信号拾取时因不良 接地等引入的其他外来串扰等; (5)干扰信号与心电信号本身频带重叠(如工频干扰等 )。 二、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 M
6、athWorks 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
7、、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 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
8、行下载 就可以用。 三、 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。 3.1 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,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。 3.2 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
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- 关 键 词:
- 电信号 频谱 分析 FFT
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