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文檔簡介

曹銀祥Dept.ofPhysiology&PathophysiologyShanghaiMedicalCollegeFudanUniversity

醫學信號處理的原理和方法上一講復習

第七講

從噪聲中提取有用信息（1）疊加法改善信號質量的統計學依據（2）誘發腦電、希氏束電位和運動電位的疊加方法（3）用自相關法檢測外周神經放電中的周期性信號確定性信號和隨機信號確定性信號能通過一個確切地數學公式來描述，能準確地予以預測。

例如正弦波信號

隨機信號

不能通過一個確切地數學公式來描述，

不能準確地予以預測。

常見的一種平穩隨機信號有：各種無線電系統及電子裝置中的噪聲與干擾，生物醫學信號，如心電圖(ECG)、腦電圖(EEG)、肌電圖(EMG)、心音圖等。

平穩隨機信號

其均值與時間t無關，其自相關函數Rxx(n1，n2)與n1，

n2的選取起點無關，而僅與n2，n1之差有關。非平穩隨機信號

大多數生物醫學信號均屬于非平穩隨機信號，但在實際工作中，我們往往把所要研究的非平穩隨機信號視為平穩的，這樣將使問題得以大大簡化。對隨機信號一般只能在統計的意義上來研究

隨機信號常見的概率密度熱噪聲隨機特性示意圖疊加平均（Average）的基本概念當噪聲和有用信號的頻譜不相重疊時，可用數字濾波器將二者分開；而當噪聲和有用信號的頻譜相重疊時，在一定的條件下可用疊加平均的方法提高信噪比。疊加平均法是將N個周期的信號對齊后連同噪聲相加，然后取其均值。隨機的噪聲在疊加的過程中會相互抵消，而有規律的信號經疊加平均后幅度不變。適合疊加平均法的先決條件是噪聲應具有隨機特性，信號則應具有重復特性，且二者互不相關。

疊加平均常用方法時間疊加和空間疊加時間疊加：不同時間的同一記錄點的重復信號空間疊加：同一時間的不同記錄點的相同信號順疊加和逆疊加順疊加：疊加觸發信號后的信號逆疊加：疊加觸發信號前的信號疊加平均提高信/噪比的統計學原理

疊加平均提高信/噪比的圖示疊

加

效

果

示

例關于疊加次數由于信號的重復性往往不是十分好，加上噪聲并不完全隨機，有限次的疊加，不可能完全去除噪聲。當信號疊加到清晰可辨，符合計算機分析或人工測量要求后便可停止疊加。疊加的次數視具體情況而定，象體表誘發腦電一般在數十次到數百次。疊加平均觸發方式疊加平均中去除50Hz工頻干擾的方法空間疊加法時間疊加平均法所得到的信號在幅度、周期、波形等方面會與實際信號會有一定差異，而空間疊加平均法能較好地保存原始信號特征。空間疊加平均法常

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