复旦大学上海医学院：《生理学》课程PPT课件讲稿（医学信号处理的原理和方法）第七讲 从噪声中提取有用信息

医学信号处理的原理和方法 曹银祥 Dept of Physiology Pathophysiology Shanghai Medical College Fudan University

曹银祥 Dept. of Physiology & Pathophysiology Shanghai Medical College Fudan University 医学信号处理的原理和方法

凸缦习 带通滤波器 自适应系统 小波变换 w1my的

上一讲复习

第七讲 从噪声中提取有用信息 (1)叠加法改善信号质量的统计学依据 ●(2)诱发脑电、希氏束电位和运动电位 的叠加方法 (3)用自相关法检测外周神经放电中的 周期性信号

第七讲 从噪声中提取有用信息 ⚫ （1）叠加法改善信号质量的统计学依据 ⚫ （2）诱发脑电、希氏束电位和运动电位 的叠加方法 ⚫ （3）用自相关法检测外周神经放电中的 周期性信号

确定性信号和随机信号 确定性信号 能通过一个确切地数学公式来描述, 能准确地予以预测。 例如正弦波信号 y(t=Asin( at +6

确定性信号和随机信号 确定性信号 能通过一个确切地数学公式来描述， 能准确地予以预测。 例如正弦波信号 y(t) = Asin(t + )

随机 不能通过一个确切地数学公式来描述 不能准确地予以预测 常见的一种平稳随机信号有:各种无线电系统及电子装置中的噪声与干扰, 生物医学信号,如心电图(ECG)、脑电图EEG)、肌电图(EMG)、心音图等。 平稳随机信号 其均值与时间t无关,其自相关函数Rxx(n1,n2)与n1, 2的选取起点无关,而仅与n2,nl之差有关 非平稳随机信号 大多数生物医学信号均属于非平稳随机信号,但在实 际工作中,我们往往把所要研究的非平稳随机信号视为平 稳的,这样将使问题得以大大简化

随机信号 不能通过一个确切地数学公式来描述， 不能准确地予以预测。 常见的一种平稳随机信号有：各种无线电系统及电子装置中的噪声与干扰， 生物医学信号，如心电图(ECG)、脑电图(EEG)、肌电图(EMG)、心音图等。 平稳随机信号 其均值与时间t无关，其自相关函数Rxx(n1，n2)与n1， n2的选取起点无关，而仅与n2，n1之差有关。 非平稳随机信号 大多数生物医学信号均属于非平稳随机信号，但在实 际工作中，我们往往把所要研究的非平稳随机信号视为平 稳的，这样将使问题得以大大简化

对随机信号一般只能在统计的意义上来研究 概率分布函数P(x)= Probabil(x≤x)=p(x)ax 概率空度p(x)=aP(x)/dx 均值H=E{x}=|x(x)x 均方值D2=B(x1}=jxPp(x)x 方差a2=2{x-|2}=x-12p(x)x

对随机信号一般只能在统计的意义上来研究

随机信号常见的概率密度 均匀分布 当b≤x≤a p(X 其它 正态分布 p(X p(X 2兀 2 0

随机信号常见的概率密度

热声随机特性示意图 N X3(t) XN(t1) XN(tj XN(e2 X2(t) X3(1) X1(t) X(1) X2(t) X1(t1) X2{2) 1(2)7 X1(t)

热噪声随机特性示意图

叠加平均( Average)的基本概念 ★当噪声和有用信号的频谱不相重叠时,可用数字滤 波器将二者分开;而当噪声和有用信号的频谱相重 叠时,在一定的条件下可用叠加平均的方法提高信 噪比 ★叠加平均法是将N个周期的信号对齐后连同噪声相 加,然后取其均值。随机的噪声在叠加的过程中会 相互抵消,而有规律的信号经叠加平均后幅度不变。 ★适合叠加平均法的先决条件是噪声应具有随机特性, 信号则应具有重复特性,且二者互不相关

叠加平均（Average）的基本概念 当噪声和有用信号的频谱不相重叠时，可用数字滤 波器将二者分开；而当噪声和有用信号的频谱相重 叠时，在一定的条件下可用叠加平均的方法提高信 噪比。 叠加平均法是将N个周期的信号对齐后连同噪声相 加，然后取其均值。随机的噪声在叠加的过程中会 相互抵消，而有规律的信号经叠加平均后幅度不变。 适合叠加平均法的先决条件是噪声应具有随机特性， 信号则应具有重复特性，且二者互不相关

叠加平均常用方法 ●间叠加和空间叠加 时间叠加:不同时间的同一记录点的重复信号 空间叠加:同一时间的不同记录点的相同信头 ●版管加和逆叠加 领叠加:叠加触发信号后的信号 逆叠加:叠加触发信号前的信号

叠加平均常用方法 ⚫ 时间叠加和空间叠加 时间叠加：不同时间的同一记录点的重复信号 空间叠加：同一时间的不同记录点的相同信号 ⚫ 顺叠加和逆叠加 顺叠加：叠加触发信号后的信号 逆叠加：叠加触发信号前的信号