基于负熵最大化FastICA的心电信号提取研究

针对心电信号常被工频干扰污染问题,为了从观测信号中有效分离出心电信号,采用了基于负熵最大化的FastICA方法.仿真中,观测信号由心电信号和工频干扰通过混合矩阵线性叠加而成,无明显心电信号特征.经具体方法基于负熵最大化FastICA方法处理后,分离出的心电信号很好地逼近了理想心电信号,具有明显的心电信号特征,心电信号提...     

基于距离判别的心电身份识别技术研究

针对传统生物特征身份识别技术易于破解的弊端,提出了心电信号身份识别技术。分析了心电信号身份识别的距离判别法则。结合马氏距离、小波距离、谱能量距离和相关距离算法,提出加权系数智能匹配算法。下位机利用双电极法采集心电信号,经串口送往上位机。Matlab软件平台下,编程实现心电信号数字处理和身份识别。通过对40个人的心电样本进行测试,获得了95%的识别结果。     

心电信号采集及小波分析处理系统设计简

心电信号作为人体的一种重要的生理信号,反映着人体的健康状况.自行设计并制作心电信号采集、放大、抗混叠滤波等电路,得到满足数据采集卡USB-6008要求的模拟心电信号,并对模拟心电信号进行A/D（模/数）转换,得到数字形式的心电信号.利用虚拟仪器开发平台LabVIEW 2009对数字心电信号进行多分辨率分析（小波分析）,得到心电信号在各分辨率空间的组成成分,并从中选择体现心电信号特点的成分重新构建心电信号,实现对心电信号进行小波滤波的目的,最终在PC机上获得效果良好的心电图.该研究通过有限的资金投入,将家用电脑拓展为心电监测仪器.     

基于心电信号的身份识别系统研究

介绍了心电信号身份识别系统的设计方案。分析了双电极心电信号检测电路和心电信号小波距离身份判别算法。在Matlab软件平台下编程实现心电信号数字滤波、周期分割、样本建库以及身份识别。通过对34个人的心电样本进行测试,获得了91.2%的识别结果。     

一种改进的非线性PCA胎儿心电信号提取算法

传统非线性主分量分析(PCA)算法在提取胎儿心电信号(FECG)时,对信道参数变化的跟踪能力较差,为有效地跟踪信道参数的变化,快速提取胎儿心电信号,提出一种通过预测误差调整遗忘因子的非线性PCA算法.该算法具有收敛速度快,参数估计误差小的优点.仿真结果表明,该算法与传统算法相比,可以快速有效地抑制掉母亲心电信号(MECG)和各种噪声,提取更清晰的胎儿心电信号.     

心电信号测试系统

介绍心电信号测试系统借助ＰＣ兼容机联机直接进行心电信号采集，处理的硬件构成、工作原理及其软件设计思想；阐述了该系统硬件采用了隔离放大器技术提高系统可靠性、安全性的原理     

基于小波变换的心电信号阈值去噪

随着医学技术的不断进步,人们可以通过对心电信号的研究来诊断心脏病的严重程度及各种症状,但如何得到一个无噪声的心电信号,即对心电信号的去噪声已成为医学上越来越关注的研究热点。详细介绍了小波变换原理,通过小波变换原理对心电信号阈值进行去噪,由此得到一个纯净的心电信号,为诊断心脏病提供了一个新的方法。     

两穴位心电统计学特异性的发现和穴位点定位

在孔最穴和尺泽穴上设计了一个心电信号采集实验,发现了两穴位在心电信号上具有统计学特异性：两穴位上采集的心电信号的二阶统计量与其四周4个非穴位点处采集的心电信号的二阶统计量具有明显区别,且穴位点处心电信号的二阶统计量要明显高于紧挨其周围的4个非穴位点,并用小样本t检验,对所得结论的可信度进行了评价,结果表明：该结论确实具有较高的可信度．这一特性的发现为穴位点定位提供了一个可供选择的方法．     

心电图仪电路设计及仿真

本文设计了心率监测的一种方法,由于人体心电信号属于低频微弱信号,故经导联输入后,从体表获得的心电信号经滤波滤除高频干扰后,再经50 Hz陷波器进一步抑制电源干扰,最后通过MSP430单片机的A/D转换,得到数字化的心电信号。实验表明本文设计的心电图仪显示的心电信号清晰稳定,基本满足临床监护以及病理分析等要求。     

心电信号采集及小波分析处理系统设计

心电信号作为人体的一种重要的生理信号,反映着人体的健康状况。自行设计并制作心电信号采集、放大、抗混叠滤波等电路,得到满足数据采集卡USB-6008要求的模拟心电信号,并对模拟心电信号进行A/D(模/数)转换,得到数字形式的心电信号。利用虚拟仪器开发平台LabVIEW 2009对数字心电信号进行多分辨率分析(小波分析),得到心电信号在各分辨率空间的组成成分,并从中选择体现心电信号特点的成分重新构建心电信号,实现对心电信号进行小波滤波的目的,最终在PC机上获得效果良好的心电图。该研究通过有限的资金投入,将家用电脑拓展为心电监测仪器。     

地面装甲目标声信号的混沌特征提取

针对地面装甲目标辐射的噪声信号的非线性特性,为使智能地雷能够有效地识别目标,利用非线性动力学理论中的混沌原理对目标声信号进行特征提取。通过野外场地实验,采集到2种装甲目标在不同运行速度下的40组样本信号,采用改进C-C法求得信号时间序列的相空间重构参数——时延和嵌入维,再利用Wolf法得到了2种目标声信号的混沌特征量——最大Lyapunov指数。结果显示：同一目标声信号的最大Lyapunov指数相近,且与运动状态相关性不大;不同目标间声信号的最大Lyapunov指数相差较大,辨识度较高。结论证明,最大Lyapunov指数可以作为地面装甲目标识别的有效特征参量。     

利用关联维数分析心脏的动力学特征

按照非线性理论设计并实施了用于心脏系统非线性研究的深低温停循环(ＰｒｏｆｏｕｎｄＨｙｐｏｔｈｅｒｍｉａａｎｄＣｉｒｃｕｌａｔｏｒｙＡｒｒｅｓｔ,简称ＰＨＣＡ)实验·通过对ＰＨＣＡ实验中几个温度台阶上所采集的心电信号的关联维数的计算,得出以下结论:(１)心脏系统的运动落在具有分维的奇怪吸引子上;(２)心电信号的关联维数反映了心脏的总体动态特征,它可用以估计心脏的健康状态;(３)在正常的生理状态下心脏的运动是混沌的,而在病理状态下则趋于有序·     

Lyapunov exponents for synchronous 12-lead ECG signals

The Lyapunov exponents of synchronous 12-lead ECG signals have been investigated for the first time using a multi-sensor (electrode) technique. The results show that the Lyapunov exponents computed from different locations on the body surface are not the same, but have a distribution characteristic for the ECG signals recorded from coronary artery disease (CAD) patients with sinus rhythms and for signals from healthy older people. The maximum Lyapunov exponent L1 of all signals is positive. While all the others are negative, so the ECG signal has chaotic characteristics. With the same leads, L1 of CAD patients is less than that of healthy people, so the CAD patients and healthy people can be classified by L1, L1 therefore has potential values in the diagnosis of heart disease.     

基于混沌理论的往复式压缩机故障诊断

实测某往复压缩机气缸在正常、活塞体松动及拉缸工况下的振动信号,计算信号的关联维数、Kolmogorov熵及最大Lyapunov指数,并证明信号具有非线性。用奇异值分解(SVD)降噪法对信号进行降噪,通过奇异熵增量曲线选择降噪阶次,用互信息法求最佳延时,并用假近邻域法求最佳嵌入维数,同时用G-P算法、小数据量法求出关联维数、Kolmogorov熵及最大Lyapunov指数。计算结果表明,3种工况下的往复压缩机气缸振动信号均为非线性混沌信号,故障越严重,信号表现出的混沌特性越明显,可依据混沌指标对往复压缩机气缸的状态进行监测。     

Method for removing interference in chaotic signals based on the Lyapunov exponent

A new method based on the phenomenon of synchronization and the properties of chaos is proposed to reduce interference in the transferred chaotic signals of synchronized systems. The interference is considered as a series of small deviations from the original clean trajectory in the phase space. By means of our special design, these small deviations can be estimated using positive Lyapunov exponents, and removed from interfered chaotic signals. Application is illustrated for the Lorenz attractor, and numerical computing demonstrates that the method is effective in removing typical external interference.     

一类离散混沌方程的数值分析

借助计算机软件对一维离散混沌方程进行了数值模拟计算,得到了它们的多个高次幂方程的分岔图和李氏指数谱,最后从分岔图和李氏指数谱分析了离散混沌的规律.     

一类离心调速器的超混沌及其混合投影同步

研究了受外部扰动的离心调速器系统的复杂动力学行为.通过系统运动的拉格朗日方程和牛顿第二定律,建立了离心调速器系统的动力学方程,通过Lyapunov指数研究了系统的超混沌行为,通过仿真系统的分岔图和Poincaré截面分析了系统通向混沌的道路,并且验证了该系统的分岔图与Lyapunov指数谱是完全吻合的.基于Laypunov稳定性理论,设计了一种非线性控制器,理论上证明了超混沌系统的混合投影同步,数值仿真进一步验证了该控制方案的有效性.     

基于RBF网络的混沌动力系统辨识

提出用RBF神经网络对混沌动力系统进行辨识，设计了一个三层RBF网络结构，仿真实验说明了RBF网络用于学习混沌动力系统时的基本性质。用辨识模型重建吸引子方法定性地评价辨识模型，通过计算辨识模型的Lyapunov指数定量地评价辨识模型的性能，同时推导了RBF网络模型Lyapunov指数的计算公式。仿真结果表明，该辨识模型能很好地逼近原混沌动力系统，准确地体现原混沌系统的动力学特性。     

基于Lyapunov指数-相轨迹的发电机组故障诊断

以混沌理论为基础,根据非线性动力学系统的运动特性,对汽轮发电机组转子故障进行了分析阐述·通过对所测发电机组转子在3种不同工作状态下的时间序列进行的最大Lyapunov指数计算,并结合对这3种状态相轨迹图进行的分析和研究,发现发电机转子在不同工作状态下其时间序列的Lyapunov指数具有明显差异·因此,基于Lyapunov指数的实质,提出了发电机组故障诊断的"Lyapunov指数-相轨迹"法·该研究也为其他复杂机械的故障诊断和预测开辟了有效途径·     

混沌反控制在心脏病治疗中的应用

正常的心脏中出现的混沌、心率过速与心肌组织中出现螺旋波有关,研究了一种七维心脏-血液耦合动力系统模型.首先通过线性负反馈对系统的参数进行了辨析,基于混沌反控制方法,使非混沌的心脏系统混沌特性加强,计算了系统输出信号的Lyapunov指数,为反馈信号幅度提供依据.数值计算模拟表明该方法的可行性,希望可以为心脏病的治疗和修复提供帮助信息.