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生物医学

  • 基于FPGA的工频干扰实时滤波技术

    生物医学信号是源于一个生物系统的一类信号,像心音、脑电、生物序列和基因以及神经活动等,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,它们对这些系统状态的研究和诊断具有很大的价值。信号拾取、采集和处理的正...

    标签: FPGA 工频干扰 滤波技术

    上传时间: 2013-04-24

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  • 基于FPGA的工频干扰实时滤波技术

    生物医学信号是源于一个生物系统的一类信号,像心音、脑电、生物序列和基因以及神经活动等,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,它们对这些系统状态的研究和诊断具有很大的价值。信号拾取、采集和处理的正确与否直接影响到生物医学研究的准确性,如何有效地从强噪声背景中提取有用的生物医学信号是信号处理技术的重要问题。    设计自适应滤波器对带有工频干扰的生物医学信号进行滤波,从而消除工频干扰,获得最佳的滤波效果是本研究要解决的问题。生物医学信号具有信号弱、噪声强、频率范围较低、随机性强等特点。由于心电(electrocardiogram,ECG)信号的确定性、稳定性、规则性都比其他生物信号高,便于准确评估和检测滤波效果,本研究采用ECG信号作为原始的模板信号。    本研究将新的电子芯片技术与现代信号处理技术相结合,从过去单一的软件算法研究,转向软件与硬件结合,从而提高自适应速度和精度,而且可以使系统的开发周期缩短、成本降低、容易升级和变更。    采用现场可编程逻辑器件(Field Programmable Gate Array,FPGA)作为新的ECG快速提取算法的硬件载体,加快信号处理的速度。为了将ECG快速提取算法转换为常用的适合于FPGA芯片的定点数算法,研究中详细分析了定点数的量化效应对自适应噪声消除器的影响,以及对浮点数算法和定点数算法的复合自适应滤波器的各种参数的选择,如步长因子和字长选择。研究中以定点数算法中的步长因子和字长选择,作为FPGA设计的基础,利用串并结合的硬件结构实现自适应滤波器,并得到了预期的效果,准确提取改善后的ECG信号。    研究中,在MATLAB(Matrix Laboratry)软件的环境下模拟,选取带有50Hz工频干扰的不同信噪比的ECG原始信号,在浮点数情况下,原始信号通过采用最小均方LMS(LeastMean Squares)算法的浮点数自适应滤波器后,根据信噪比的改善和收敛速度,确定不同的最佳μ值,并在定点数情况下,在最佳μ值的情况下,原始信号通过采用LMs算法的定点数自适应滤波器后,根据信噪比的改善效果和采用硬件的经济性,确定最佳的定点数。并了解LMS算法中步长因子、定点数字长值对信号信噪比、收敛速度和硬件经济性的影响。从而得出针对含有工频干扰的不同信噪比的原始ECG,应该采用什么样的μ值和什么样的定点数才能对原始ECG的改善和以后的硬件实现取得最佳的效果,并根据所得到的数据和结果,在FPGA上实现自适应滤波器,使自适应滤波器能对带有工频干扰的ECG原始信号有最佳的滤波效果。

    标签: FPGA 工频干扰 滤波技术

    上传时间: 2013-04-24

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  • DSP算法设计与系统方案

    ·【内容简介】本书内容主要包括两部分,第一部分介绍了各种数字滤波器和FFT等常用数字信号处理算法韵设计及其DSP实现;第二部分介绍了DSP的各个应用领域的系统设计方案,包括小波分析、变频矢量控制、神经网络、雷达信号处理、语音信号处理、生物医学信号处理、图像信号处理等方面,主要介绍了DSP在这些方面应用时的硬件、软件设计方案,并对某些典型系统的性能进行了仿真。 本书旨在使读者在已经掌握了DSP基础知识

    标签: DSP 算法设计 系统方案

    上传时间: 2013-04-24

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  • 2012TI电子设计大赛——微弱信号检测装置

    微弱信号检测装置 四川理工学院 刘鹏飞、梁天德、曾学明 摘要: 本设计以TI的Launch Pad为核心板,采用锁相放大技术设计并制作了一套微弱信号检测装置,用以检测在强噪声背景下已知频率微弱正弦波信号的幅度值,并在液晶屏上数字显示出所测信号相应的幅度值。实验结果显示其抗干扰能力强,测量精度高。 关键词:强噪声;微弱信号;锁相放大;Launch Pad Abstract: This design is based on the Launch Pad of TI core board, using a lock-in amplifier technique designed and produced a weak signal detection device, to measure the known frequency sine wave signal amplitude values of the weak in the high noise background, and shows the measured signal amplitude of the corresponding value in the liquid crystal screen. Test results showed that it has high accuracy and strong anti-jamming capability. Keywords: weak signal detection; lock-in-amplifier; Launch Pad  1、引言 随着现代科学技术的发展,在科研与生产过程中人们越来越需要从复杂高强度的噪声中检测出有用的微弱信号,因此对微弱信号的检测成为当前科研的热点。微弱信号并不意味着信号幅度小,而是指被噪声淹没的信号,“微弱”也仅是相对于噪声而言的。只有在有效抑制噪声的条件下有选择的放大微弱信号的幅度,才能提取出有用信号。微弱信号检测技术的应用相当广泛,在生物医学、光学、电学、材料科学等相关领域显得愈发重要。 2、方案论证 针对微弱信号的检测的方法有很多,比如滤波法、取样积分器、锁相放大器等。下面就针对这几种方法做一简要说明。 方案一:滤波法。 在大部分的检测仪器中都要用到滤波方法对模拟信号进行一定的处理,例如隔离直流分量,改善信号波形,防止离散化时的波形混叠,克服噪声的不利影响,提高信噪比等。常用的噪声滤波器有:带通、带阻、高通、低通等。但是滤波方法检测信号不能用于信号频谱与噪声频谱重叠的情况,有其局限性。虽然可以对滤波器的通频带进行调节,但其噪声抑制能力有限,同时其准确性与稳定性将大打折扣。

    标签: 2012 TI 电子设计大赛 微弱信号

    上传时间: 2013-11-04

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  • 基于PIC16F877A的混沌信号发生器的设计

    混沌科学得到广泛研究应该得益于20世纪60年代洛伦兹(Lorenz)的“蝴蝶效应”。混沌信号具有初值敏感性、内随机性、遍历性和有界性等特点,近几年得到深入的研究和探索,并开始广泛应用于信号处理、保密通信、生物医学等领域,特别是在医疗器械的应用,有着重大的突破。科学研究表明:生物体是一个高度的非线性系统,而非线性系统的运动通常表现出混沌现象,人体的生理活动呈现众多的混沌现象。所以,研究混沌信号源的产生对生物医学的研究有着极其重要的意义。

    标签: F877 877A PIC 16F

    上传时间: 2013-11-10

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  • 双单片机数据采集系统中TCPIP网络模块的实现

    随着 微 电 子技术的飞速发展,电子产品越来越微型化,集成化,自动化,低廉化,进而推动着其它许多产业的发展。特别进人21世纪以来,生物技术与电子技术的结合,成为高科技领域的研究热点。199()年由瑞士的Manz和Widmer首先提出的“微全分析系统”〔’〕(microto talan alysissy stems,即ptTAS),通俗地称为“建在芯片上的实验室”(Lab on a chip)或简称芯片实验室(Lab chip),主要组成部分为电泳芯片,同时是进样,分离和检测为一体的微型装置,其在电泳实验中的高效检测性能为生物化学分析仪器发展提供了一种借鉴。p.TAS广泛应用于生物医学、环境检测、食品卫生、科学以及国防等众多领域。目前 应 用 的大多为多通道的毛细管电泳芯片,这也是芯片发展的一个必然趋势。这不仅对电泳芯片本身的设计和制作提出了更高的要求,也对传感器和数据处理技术提出了新的挑战。考虑成本,集成度,控制能力以及可靠性方面的因素,本系统采用单片机作为实时数据处理、控制以及通讯的硬件平台。如果系统中既有实时的通信任务,同时又有其他实时任务,采用一个廉价的单片机,资源会比较紧张,不仅实现困难,结构复杂,而且效果可能不满意。而采用高性能的处理器,又浪费了其有效资源,所以本系统采用两个MCU协同工作,以并行/分布式多机的思想,构成了电泳芯 片核心的双单片机系统结构。微全 分 析 系 统 进行的多项实时任务,可以划分为以下 几个模块:①采集模块。负责对外围检验设备进行控 制以及对传送过来的信号进行采集和分析;②交互模 块。通过液晶显示,键盘扫描,以及打印等实现实验人 员对前端采集电路的交互操作;③双单片机控制和通 信模块。协调双单片机之间的数据传输和指令传输 ;④网络传输模块。其中一个单片机通过以太网发送接 收数据到上位机。本文提出一种实时多任务的双单片 机控制和通信系统[31的设计,一个MCU基于TCP /IP网络模块的实现。

    标签: TCPIP 双单片机 数据采集系统 网络模块

    上传时间: 2013-11-15

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  • 基于JN5121的无线医疗监护技术

    本文提出了JN5121 在无线医疗监护中的应用构架,首先描述了基于WPAN 的无线医疗监护构架,区别于远程无线医疗监护方式,关注的重点在小范围内的无线传输方式。然后介绍了基于JN5121 无线模块的传感器节点的设计,采用集MCU 和RF 的SOC 芯片JN5121 满足现代生物医学传感器的发展方向,最后简单介绍了JN5121 的程序设计的基本框架。

    标签: 5121 JN 无线医疗

    上传时间: 2013-11-20

    上传用户:ouyang426

  • <小波分析理论与MATLAB 7实现>是“MATLAB应用技术”系列丛书之一

    <小波分析理论与MATLAB 7实现>是“MATLAB应用技术”系列丛书之一,以最新推出的MATLAB中的小波分析工具箱Wavelet Toolbox 3.0版本为基础。全书共分为三部分,第1部分着重介绍了小波理论基础,包括小波基础知识、连续小波变换、离散小波变换、多分辨率分析与正交小波变换、小波变换和多采样滤波器组、二维小波变换与图像处理及小波包的基本原理等;第2部分重点说明了小波分析工具箱的详细使用方法,包括图形用户接口、小波通用函数、一维小波变换的MATLAB实现、二维小波变换的MATLAB实现、小波包变换的MATLAB实现、信号和图像的降噪和压缩,以及最新的信号和图像的提升小波变换等内容;第3部分主要介绍了小波工具箱的应用基础,以及小波变换在语音和生物医学信号处理中、故障诊断中、数字水印中的应用方法。 本书可作为理工科各专业的高年级本科生、研究生学习小波分析的辅助教材,也可作为研究和应用这一领域的科技工作者的参考书。

    标签: MATLAB lt gt 小波分析

    上传时间: 2015-06-03

    上传用户:refent

  • <小波分析理论与MATLAB 7实现>是“MATLAB应用技术”系列丛书之一

    <小波分析理论与MATLAB 7实现>是“MATLAB应用技术”系列丛书之一,以最新推出的MATLAB中的小波分析工具箱Wavelet Toolbox 3.0版本为基础。全书共分为三部分,第1部分着重介绍了小波理论基础,包括小波基础知识、连续小波变换、离散小波变换、多分辨率分析与正交小波变换、小波变换和多采样滤波器组、二维小波变换与图像处理及小波包的基本原理等;第2部分重点说明了小波分析工具箱的详细使用方法,包括图形用户接口、小波通用函数、一维小波变换的MATLAB实现、二维小波变换的MATLAB实现、小波包变换的MATLAB实现、信号和图像的降噪和压缩,以及最新的信号和图像的提升小波变换等内容;第3部分主要介绍了小波工具箱的应用基础,以及小波变换在语音和生物医学信号处理中、故障诊断中、数字水印中的应用方法。 本书可作为理工科各专业的高年级本科生、研究生学习小波分析的辅助教材,也可作为研究和应用这一领域的科技工作者的参考书。

    标签: MATLAB lt gt 小波分析

    上传时间: 2013-12-27

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  • 十多年的发展历程

    十多年的发展历程,公司建立起了一支具有丰富的研究开发、生产、市场推广、销售和技术服务经验的团队。公司的产品形成了完整的系列,从研发、生产到市场销售和技术支持为广大客户提供全方位的服务。产品的应用范围涉及工业检测、机器人视觉、交通、公共安全、金融、生物医学、娱乐、军事、化工及科研等各行各业。

    标签: 发展历程

    上传时间: 2015-06-19

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