甲亢患者心率变异信号的频域分析

采用心电信号采集系统，将心电图机的模拟信号放大滤波后送入计算机，利用现代谱分析法分析了正常人和甲亢患者心率变异信号的VLF／HF值。观察结果表明：甲亢患者和正常人的VLF／HF值有明显的差异，说明谱分析方法是分析甲亢患者自主神经异常的有效参数手段之一。     

基于脑电信号的驾驶疲劳检测研究

研究利用脑电信号(EEG)判断驾驶员的疲劳程度. 基于疲劳驾驶实验平台进行模拟驾驶实验,综合实验视频图像和驾驶员自我评价进行主观疲劳评测. 利用生理检测仪采集驾驶员的脑电波,对比分析脑电信号不同频带信号功率谱值和驾驶员的主观疲劳评测之间的关系. 结果表明:主观疲劳评测与脑电信号中功率谱值的变化相对应,脑电功率谱的比值(α+θ)/β越大,疲劳等级越高.     

基于全相位FFT三谱线校正的电网谐波与间谐波检测算法

电网谐波检测中,传统FFT算法存在的频谱泄露现象影响了检测的精度.为解决这一问题,分析和比较了全相位FFT算法与FFT算法之间的区别,将一种三谱线校正方法推广到精度更高的全相位FFT算法,并由此提出一种全相位FFT三谱线校正算法.该算法利用频谱峰值频点周围三根谱线信息构造频率偏移量修正公式,进而获得全相位FFT幅值和频率校正值,并利用全相位FFT的相位不变性直接获得信号相位.通过与FFT三谱线插值算法、全相位FFT双谱线校正算法和全相位FFT双谱线插值算法对比,结果表明该全相位算法具有更好的谐波和间谐波检测精度,并且抗白噪声能力更强.     

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.     

吸毒者脉象异常的频域分析

利用现代谱分析法,随机选取受测者40个连续心动周期的脉象信号,分别对每一心动周期的脉象信号作现代功率谱估计得到40幅功率谱图,取其平均值得到平均功率谱.从平均功率谱图中可以看出,吸毒者和正常人的最高谱峰分布有显著差异.研究结果表明频域分析法是分析吸毒者脉象异常的有效手段.     

基于HRV频域分析的草原公路减速带设置研究

通过实驾试验采集驾驶员的心电信号,利用心率变异频域分析方法,分析了试验过程中经过不同数量减速带驾驶员的LF成分与HF成分能量的比值(LF/HF)、归一化的高频(HFnorm)两个指标值的变化规律。结果表明:在排除速度和会车等因素影响的情况下,草原公路上减速带的设置缓解了高驾龄驾驶员的紧张情绪,增加了低驾龄驾驶员的警惕性;并建议设置2个减速带较为合理。     

DTFT方法在谱分析中的应用

本文对比分析了DTFT和FFT的计算,说明采用了DTFT进行频谱分析可以更精确得到感兴趣的频率和相位值,有效克服FFT谱的"栅栏"效应,在某些应用场合,DTFT更具有优势.针对应用近似DTFT公式计算时遇到的谱线消失问题进行剖析并指明原因.     

外周化学感受器活动对心率变异性的影响

采用给健康、麻醉的豚鼠吸入纯氮气 (N2 )和纯氧气 (O2 )的方法 ,以兴奋或抑制外周化学感受器 ,观察外周化学感受器兴奋对心率变异性的影响 .吸入N2 引起TV、VLF、VLF/HF和LF/HF比值显著增加 ( p <0 0 5～ 0 0 0 1 ) .吸入纯氧后VLF和LF显著减少 ( p <0 0 5 ) .实验表明 :VLF随外周化学感受器的不同活动状态而改变 ,外周化学感受器兴奋对VLF的形成起了重要作用     

小波尺度谱在吸毒者脉象信号检测中的应用

定义了离散时间信号的低频尺度谱、高频尺度谱和小波包变换的尺度谱,从而为尺度一小波能量谱赋予明确的物理意义.借助Mallat算法和小波包变换算法分别对15例海洛因吸毒者和15例正常人的脉象信号进行了分析,发现吸毒者的脉象信号在特定区域内的尺度-小波能量与该信号总能量的比值明显高于正常人的对应值.将该比值作为判断正常人和吸毒者的特征参量,提出了用于划分正常人和吸毒者的临界参数.据此,15例正常人从30例受测者中全部被正确地检测出来,但在每一种小波变换算法中均有2例吸毒病人被误判为正常人.研究结果表明,文中的两种分析方法都是检测海洛因吸毒者脉象信号异常的有效且可行的方法.     

吸毒者脉象异常的现代谱分析法

采用PVDF脉搏传器,将采测者左手官位的脉象信息采集到计算机中,并以数据文件格式存储。利用现代谱分析法,随机选取受测者40个连续心动周期的脉象信号,分别对每一心动周期的脉象信号作现代功率谱估计到40幅功率谱图,取其平均值得到平均功率谱。从平均功率谱图中可以看出,吸毒者和正常人的分布有显著差异,将平均功率谱图中的频率轴0－20Hz分为7个频段,对每一位受测者的平均功率谱计算特定频段上的功率分布,从而获得用以多区分吸毒者和正常人的初步判据。将此判据用于30例受测者,其中15例的海洛因成瘾者,另15例为下人,区分吸毒者与正常人的正确率为93．3％,研究结果表明,现代谱分析法是分析吸毒者脉象异常的有效手段。     

线性调频Z变换在信号频谱分析中的应用

由于快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform,FFT）算法不能精确反应信号的局部频谱特性,对此,本文以按时间抽取（DIT）的基-2FFT算法为基础,并参考基于FFT的布鲁斯坦（Bluestein）算法,设计了新的信号频谱分析软件,用于对实序列采样信号做线性调频Z变换,即频率抽样处在Z平面上,可沿任意螺线做频率抽样的频谱分析方法.结合工程实践对相同采样点数的信号在0—50Hz频率段做频谱分析,由频谱图可以看到,采用线性调频Z变换算法远比采用FFT变换算法求得信号的频谱更精确.     

Spectral Analysis of Blood Pressure Variability as a Quantitative Indicator of Driving Fatigue

The quantitative detector of driver fatigue presents appropriate warnings and helps to prevent traffic accidents. The aim of this study was to quantifiably evaluate driver mental fatigue using the power spectral analysis of the blood pressure variability (BPV) and subjective evaluation. In this experiment twenty healthy male subjects were required to perform a driving simulator task for 3-hours. The physiological variables for evaluating driver mental fatigue were spectral values of blood pressure variability (BPV) including very low frequency (VLF), low frequency (LF), high frequency (HF). As a result, LF, HF and LF/HF showed high correlations with driver mental fatigue but not found in VLF. The findings represent a possible utility of BPV spectral analysis in quantitatively evaluating driver mental fatigue.     

混合谱动态测试信号综合分析法

提出的混合谱动态测试信号综合分析法 ,是经典谱分析方法和现代谱分析方法的综合应用 ,即先用奇异值分解法确定混合谱信号中的谐波数 ,然后用FFT法逐个分离谐波分量 ,最后用线性回归分析方法同步分离非周期信号和随机信号分量 .还给出了“综合分析法”的数学模型 ,并通过计算机仿真证明了该方法可高精度地辨识和分离测试信号中不同特性的信号分量 ,是一种用计算机自动处理一般几何量动态测试信号的有效方法     

基于Tektronix数字存储示波器的数字信号处理方法研究

提出了一种用带FFT功能的数字存储示波器研究信号处理的方法.利用数字示波器的显示功能,通过时基放大、改变量化电平数值、快速傅立叶变换、加窗等方法对数字信号的采样、混叠、量化、频谱泄漏等抽象概念进行了分析.直观地从时域与频域展示了各种频谱效应,直接测量获得了信号相关参数,避免了实验过程中大量的数据处理,特别是FFT功能,省略了繁琐的数学计算,是一种直观可行的实验研究新方法.     

辨识数据序列中周期成分的迭代法

回转机械的振动、噪声与误差运动等采样信号中常隐含有周期分量。快速傅立叶变换FFT和周期图法的计算精度受采样长度和采样数的限制,只能辨识与采样间隔有关的基频及其倍频的分量。若采样长度与回转速度不吻合,将会出现伪周期,使主值函数项中提取周期成分后的信号失实。本文提出了一种迭代法,消除了采样间隔对频率辨识的影响。     

全相位时移相位差频谱校正法

为精确估计噪声背景下正弦信号频率、幅值、初始相位,提出了基于全相位FFT谱分析的时移相位差频谱校正法．此方法需对存在时移关系的两输入序列分别进行全相位FFT,直接取主谱线的相位值无需校正即可得到初始相位的估计;利用主谱线上的相位差值即可获得精确的频率估计．同时阐述了传统相位差法向全相位时移相位差法的衍生关系．由于全相位FFT具有良好的抑制频谱泄漏特性,因而该法的频率和相位估计精度非常高,无噪时频率误差处于10^12分辨率级,相位误差可达10^-9度．     

基于全相位谱线插值的电力谐波检测方法研究

传统基于FFT的谐波检测方法在非同步采样或非整周期截断情况下会产生严重的频谱泄漏,为抑制频谱泄漏对谐波检测精度的影响,提出基于全相位谱线插值的电力谐波检测新方法.该方法使用全相位谱实际频点附近的三根离散谱线获得频率和幅值校正量,并利用离散全相位谱峰值谱线相位即为对应的实际频率相位的特点,无需另加校正即可实现较高的相位精度.利用全相位谱旁谱线相对于主谱线按平方衰减的特性,并结合旁瓣衰减速度快的Nuttall四项五阶余弦窗,可有效抑制基于FFT谱线插值算法相邻谐波成分的相互干扰,提高谐波检测精度.通过与三谱线插值法和全相位时移相位差法的仿真对比实验,结果表明文中提出的算法具有更好的谐波检测精度.     

隧道掏槽爆破振动信号两种分析方法

通过设计两次起爆的起爆网路,控制掏槽眼引起的振动速度,有效地减少了振动对周边构建物的影响。对掏槽爆破时振动信号进行了FFT分析、小波包分析,结果发现:单向爆破振动速度控制在2.1 cm/s以内,振动频率集中于50~100 Hz。傅里叶分析法(FFT法)与小波包分析法在处理振动信号主频的结果相差不大,速度的FFT图谱与爆破振动信号能量-频谱图相似。可用FFT法快速粗略地计算振动信号的主频与估计能量分配比例。但FFT法计算精度没有小波包分析法高,在精度要求高的情况下仍需使用小波包分析法进行信号分析。