指纹图像细化算法的研究

对指纹图像的细化算法进行了较深入的研究，分析了两种常用的细化算法——快速细化算法和改进的OPTA算法各自的优缺点．针对这两种算法的不足，分析其产生的原因，并且在第二种算法的基础上，重新构建了细化模板，提出了一种新的细化算法．经过实验证明。该算法能够很好的满足细化的要求，细化完全彻底，细化以后的指纹骨架在纹线中心线，并保持了纹线原有的拓扑结构和细节特征，而且光滑无毛刺，运算速度也很快．     

多级分块尺寸下的指纹方向信息提取算法

作为一种重要的生物特征识别手段，自动指纹识别近年来得到了广泛的关注并取得很大的进展．指纹方向信息提取是自动指纹识别技术研究内容中一个非常重要的内容，但从低质量指纹图像中准确、可靠地提取方向信息却是一件很困难的事情．提出了一种多级分块尺寸下的指纹方向信息提取算法，依据大分块尺寸下所提取的方向信息对小分块尺寸下所提取的方向信息进行可靠性判断，然后进行相应的调整．实验结果证明，即使对于低质量指纹图像，该算法也可以快速、准确的提取指纹方向信息．     

一种非交换时频轴向层面摄影变换

非稳态信号的属性描述需要时域和频域两方面的信息. 但是时间和频率是一对非交换变量, 它们无法在时频平面上组成联合概率密度, 而且由于负值和复值或伪信息等原因, 使得所提出的时频分布会产生一些难以解释的问题. 在时频平面上旋转后通过不同方向的边缘分布得到时频信息. 边缘分布的严格的概率密度解释可以避免所有模糊的阐述. 这类似于电脑轴向断层摄影术(CT或CAT). 讨论了它在信号分析和信号检测中的应用, 尤其是在低信噪比信号的检测中, 更体现出了这种变换所具有的优点.     

过速型室性心律失常事件的短时非线性心率变异性预测

过速型室性心律失常(室速和室颤)是心脏猝死的一个主要诱因, 有效的治疗手段是在体内置入埋藏式心脏复律除颤器. 心脏复律除颤器能够准确、有效地捕捉到患者心律失常事件的发作并及时发放电击指令. 本文采用两种基于熵的非线性复杂度测度——近似熵和样本熵, 以及两种线性测度——平均RR间期(心电图相邻R波之间的时间间隔)和平均RR间期的标准差, 分析了78名患者体内心脏复律除颤器中存储的135个室速或室颤事件刚刚发生前的一段RR间隔片段, 并与来自同样患者的没有室性心律失常事件发生时(通常为窦性节律)记录到的RR间隔序列进行比较. 结果显示, 过速型室性心律失常发作前患者心跳会出现明显的加快现象, 并且其心率变异性信号的近似熵和样本熵值均明显减小. 室速或室颤事件发作前的一段时间内, 患者自主神经系统中的交感神经张力增加, 而其心率变异性信号的复杂度却降低了, 表明心脏病患者过速型室性心律失常事件的自然发作并不是突发现象, 而是在发作前的一段时间内就已经有了某种先兆. 为了获得更好地识别室性心律失常事件的能力, 单独分析了矢量匹配容差对两种算法性能的影响, 从而确定了最佳的容差取值范围. 因此, 近似熵和样本熵测度有可能成为心脏复律除颤器中短时预测恶性过速型心律失常事件的有效的非线性参数.     

同步12导联ECG的多重分形分布

同步12导联ECG各个导联之间存在着多重分形奇异谱分布．人的ECG多重分形奇异谱面积12导均值由人体神经自律控制，反映的是人体的神经控制强弱，而不是心脏本身的病变程度；心脏本身的生理病理活动对ECG多重分形奇异谱面积12导均值起着一种调制作用．导联的多重分形奇异谱面积分布参量指标可以用来指征冠心病．     

基于ART2的心率变异性数据分析

心率变异性(HRV)蕴含了自主神经系统(ANS)调节心血管活动的大量信息．以HRV信号来评估ANS的活动变化具有重大意义．ART2是基于自适应共振理论的一种无监督的自组织竞争网络，适用于自动模式识别．利用ART2网络对241例样本的HRV数据进行聚类分析，得到了满意的聚类结果．     

缺血时三维心室外膜Map多重分形的变化

对三维心室外膜Map 的电压信号时间序列进行了研究, 分析了一个短时的缺血-再灌注动物模型, 研究心肌缺血与心室外膜电位多重分形特性变化的关系. 提出了一个新的多重分形奇异谱的分析参数SARD, 来着重刻画系统的多重分形随时间的变化. 通过对比心外膜心肌激活序列等时图与心外膜的三维SARD 图, 发现心肌缺血对于心外膜电位的多重分形特性的变化有显著的影响, SARD 值在心室外膜上的分布与缺血部位有密切的联系.     

心脏电活动过程的非线性分析

非线性科学是国内外科学研究中的热点, 其研究涉及确定性和随机性、有序和无序、简单性和复杂性等范畴和概念上的认识与深化, 对于整个自然科学, 包括生命科学的发展都有着重大的影响. 生命体是自然界中最复杂的非线性系统之一. 非线性系统的一种极为重要的运动形态就是混沌, 它研究的是自然界非线性过程内在随机性所具有的特殊规律性. 而与混沌密切相关的分形是指一类极其零碎而复杂、但有其自相似性或自仿射性的体系, 混沌中的混沌吸引子就存在着无穷嵌套的自相似几何结构. 近20多年来, 国内外研究人员对生命循环系统的核心部分——心脏电活动的非线性特性做了深入的研究. 除了用关联维数、李雅普诺夫指数和柯氏熵等对心电信号(HRV, ECG)进行分析, 以及用多重分形谱面积特性参数对ECG信号进行分析并取得重要的进展外, 最近在短时HRV和高频心电信号数据的非线性参数的探索上也得到了满意的结果, 在临床观察疗效和早期诊断等方面具有广泛而重要的应用价值. 本文评述了心电信号非线性特性分析的现状和进展, 指出了以某些适用于短数据的非线性敏感特征量及其估计算法, 用于生理系统的动态过程和临床有效性研究是今后值得关注的研究方向.     

描述睡眠脑电多重分形特性的一种新参数

对于人脑如此复杂的系统, 传统的非线性动力学方法, 如关联维、李雅普诺夫指数、近似熵及去趋势波动分析等, 使用单一参数并不能充分描述脑电信号的复杂行为. 而多重分形理论使用奇异谱描述脑电信号的非线性动力学行为则能够得到更多的信息. 使用多重分形理论对睡眠脑电信号零点穿越间期序列进行研究, 提出了一种描述奇异谱不对称性的新的多重分形参数Δ_asα, 并与通常使用的多重分形参数Δα, 进行了比较. 单向方差分析的结果表明, 相对于Δα, 新提出的参数Δ_asα 给出了更好的睡眠状态区分, 尤其在清醒状态与睡眠状态及睡眠阶段3与睡眠阶段4的区分中, 优势更为显著.     

XDL—1型心电磁带录放仪

心电图机限于记录纸的用量,通常不可能长时间地连续记录心电图。因此往往不能把某些具有诊断意义而却短暂出现的异常心电图及时记录下来。对此,我们研制了XDL—1型心电磁带录放仪。该仪器依据脉冲相位调制原理可将心电图长时间地连续记录在磁带上,然后回放,复原心电图在心电图机或心电示波器上,以供诊断、科学研究和医学教学用。