醫(yī)學數據獲取與醫(yī)學信號處理

2023/5/211醫(yī)學數據獲取與醫(yī)學信號處理本章主要內容生物醫(yī)學信號的主要類型及其典型特征生物醫(yī)學數據獲取與檢測技術概述生物醫(yī)學信號常用處理方法生物醫(yī)學信號生物醫(yī)學信號：由生命體獲得的信號，包括生理過程自發(fā)產生的，以及外界施加于生物體后再由生物體響應后產生出來的。生物醫(yī)學信號的主要類型： 1) 電生理信號 2) 非電量醫(yī)學信號 3) 醫(yī)學成像(被動信號)生物醫(yī)學信號生物醫(yī)學信號的典型特征： 1) 信號微弱 2) 干擾強 3)頻率范圍較低 4) 非平穩(wěn)信號/隨機信號生物醫(yī)學信號處理生物醫(yī)學信號處理：是研究從被干擾和噪聲淹沒的信號中提取有用的生物醫(yī)學信息的特征并作模式分類的方法。生物醫(yī)學信號處理的過程：

信號的獲取→信號的預處理

→信號的特征提取→模式分類→診斷結論信號的獲取與檢測信號的處理本章主要內容生物醫(yī)學信號的主要類型及其典型特征生物醫(yī)學數據獲取與檢測技術概述生物醫(yī)學信號常用處理方法生物醫(yī)學信號的獲取與檢測技術信號特點傳感器/電極數據采集電路嵌入式數據獲取系統(tǒng)無線傳感器網絡傳感器生物信息：能表征生命體生理狀態(tài)、結構和功能的信息生物醫(yī)學傳感器：那些能將生物體各種不同的生命信息轉換為生物測量和醫(yī)學儀器可用信號的器件或裝置。生物醫(yī)學傳感器能感知生物體內各種生理的、生化的和病理的信息，把它們傳遞出來并轉換為容易處理的電信號。它是醫(yī)學測量的第一個環(huán)節(jié)，是醫(yī)學儀器設計制造的一個關鍵環(huán)節(jié)。生物醫(yī)學測量的各種參數位移血管內、外徑，主動脈、腔動脈尺寸，肢體容積變化，胸廓變化，心臟收縮變化，骨骼肌收縮變化，腸蠕動等器官幾何結構心臟幾何形狀、胃幾何形狀、腎幾何形狀等速度血流速度，排尿速度，分泌速度，發(fā)汗速度，流淚速度，呼吸氣流速，神經傳導速度等振動（加速度）心音、呼吸音、血管音，脈搏、心尖搏動、心瓣膜振動、手顫、頸動脈搏動、脈象、語音、腸鳴音等壓力血壓、眼壓、心內壓、顱內壓、胃內壓、食道壓、膀胱壓、子宮內壓、胸腔內壓、脊髓壓、血管內壓、腸內壓、咬合壓等力心肌力、肌肉力、咬合力、骨骼負載力、血液黏滯力、手握力等流量血流量、呼吸流量、尿流量、心輸出量等溫度體表溫、口腔溫、直腸溫、皮膚溫、體核溫、心內溫、腫物溫、中耳膜內溫、臟器溫、血液溫等生物電細胞電位、心電、腦電、肌電、眼電、胃電、神經電、腦干電、皮膚電化學成分O2、CO2、CO、H2O、NH3、K+、Na+、Ca2+、Cl-、H+等生物物質乳酸、血糖、蛋白質、膽固醇、酶、抗原、抗體、受體、激素、神經遞質、DNA、RNA生物磁心磁、腦磁、胃磁等在醫(yī)學上，傳感器的主要用途有：提供診斷信息監(jiān)護臨床檢驗生物控制生物醫(yī)學傳感器的用途生物醫(yī)學傳感器的分類按被測量分類--最基礎、最本質的宏觀分類方法。物理傳感器化學傳感器生物傳感器按人的感覺功能分類：視覺傳感器、聽覺傳感器、觸覺傳感器、嗅覺傳感器和味覺傳感器。這種分類方法有利于仿生學的發(fā)展，對推動新型生物醫(yī)學傳感器的開發(fā)也是有利的。生物醫(yī)學傳感器具有如下特殊性：檢測距離越遠越好非接觸與無損傷或低損傷體內傳感器生物醫(yī)學傳感器的優(yōu)化生物醫(yī)學傳感器的設計適應各種對象和環(huán)境生物醫(yī)學傳感器的特殊性部分生物電和生物磁信號的幅度范圍被測信號幅值范圍心電（皮膚電極）50μV-5mV腦電（頭皮電極）10μV-300μV肌電20μV-10mV細胞電位-100μV-+200μV視網膜電位0-1mV眼電0.05mV–5mV腎電位10μV-80mV心磁10-10T量級腦磁10-12T量級眼磁10-11T量級肺磁10-8T量級部分常見生理信號的頻率范圍生理信號頻率范圍（HZ）心電0.01–250腦電0–150肌電0–10000眼電/視網膜電0–50胃電0.05–20血流量0–30動脈血壓0–100靜脈血壓0–50脈搏波0.1–50心音2–2000呼吸率0.1–10傳感器的包封材料應該有很好的生物相容性，能耐受體液的長期腐蝕，不凝血、不溶血，不受生物排異反應的影響；傳感器的形狀、尺寸和結構應適應被測部分的解剖結構，使用時不應損傷組織；傳感器要由足夠的牢固性，在引入被測部位時，傳感器不能損壞；傳感器和人體要由足夠的電絕緣，即使在傳感器損壞的情況下，人體受到的電壓必須低于安全值，不安全的電壓決不能加到人體上；傳感器不能給生理活動帶來負擔，也不應干擾正常的生理功能；對于植入體內長期使用的傳感器，不應引起贅生物；在結構上要便于消毒。生物醫(yī)學傳感器的安全性生物椒醫(yī)學當傳感擱器的男標定傳感抗器的街標定拖是指駁當一乞個傳洪感器定裝配講完成宇后，鄰得到園精度悅足夠倘高的笨基準炒測量榜設備畢，對絞傳感撫器的蚊輸入黎輸出平關系棄進行匆校驗寬的過玩程；校準腥是指蹈在使望用過零程中普或長暫期儲扔存后控進行曾的性申能與餃精度棕的定慮期復曠測。慎標定弊與校棚準在柏本質欄上是桑相同雨的。標定堪的基軍本方飛法是滴：將芒由標宿準設蜘備產排生的對大小彎已知謀的模黑擬生喂理量鴉（如恒壓力睜、溫希度等惹）濕作為脈傳感傷器的燭輸入勿，然永后測考量傳愧感器奮的輸萍出，績它可笑能是僚電壓籃、電燙流，凍也可粥能是棚電表未、記狗錄儀事或示規(guī)波器卸上顯譜示的萄幅度新。生物訪醫(yī)學紗傳感內器的鄰標定根據鹽傳感鑰器的執(zhí)類型錫和用敏途，蘆標定張可以巡壽是靜裕態(tài)的躲，也議可以貼是動阿態(tài)的貪。由租于要綢得到孫一個綢已知謠的動傭態(tài)信毒號源絲式是很寺困難庫的，墨因此番，動芽態(tài)標竿定常男常建忍立在趕靜態(tài)浪標定穿的基柳礎上咬。如果販傳感殺器的貴輸出共及顯表示系共統(tǒng)與名輸入急信號論之間敬是線車性關勻系，牢則單搶點標獲定就舊足夠籮了，頭但若搶傳感烈器給猶出的涉是非鵝線性隙結果沖，則陸需要場進行議多點征標定脾，以陳獲得儀一組仰標定懷曲線壘，使脖顯示前幅度描與待旅測生澤理量吊一一漂對應惕。但巧是，督通常當不論杰系統(tǒng)慌是線距性的據還是眠非線免性的同，都秧應繪悶制出嶄其響明應曲頌線。鞋動態(tài)亡標定干還需正要繪奪出其知頻響貴曲線漫以及催階躍才響應悅曲線摸。新型梳生物寶醫(yī)學忠傳感園器及團系統(tǒng)新型畢生物視醫(yī)學鉆傳感考器：仿生楚化學災傳感粗器陣負列系撲統(tǒng)--電子誤鼻及踢電子府舌基于耳激光礙技術播的生裝物傳求感器納米給傳感群器數據光采集凈（D仆at扭a妻Ac脊qu粒is察it篩io獲n）：就降是將裕要獲林取的品信息拆通過畜傳感鍛器轉規(guī)換為姥信號俯，并臟經過升信號肢調理紋、采世樣、架量化曲、編淘碼和招傳輸銳等步緊驟，懷最后襪送到輝計算褲機系喜統(tǒng)中舉進行游處理瓣、分膽析、馳存儲歷和顯稍示、胞數據磁采集敞系統(tǒng)泊是計厘算機秋與外旗部世華界聯殲系的捧橋梁救，是貴獲取倡信息我的重錯要途虹徑。數據浴采集揪系統(tǒng)謎追求總的主撫要目把標有澤兩個：一搬是精紙度，怠二是撿速度括。對器于任掠何量括值得糞測試貞都要兆有一伍定的鋪精確超要求業(yè)，否若則將俯失去衰采集私的意沾義；部提高寶數據嫁采集脹的速奔度不弦僅僅矮可以罩提高秀工作綁效率愈，更辭主要語的是率擴大劇數據爹采集犯系統(tǒng)陣的使武用范娃圍，養(yǎng)便于辜實現荷動態(tài)解測試床。生物蹲醫(yī)學囑數據臭采集現代燦數據興采集員有如墳下幾僚個特壞點：現代召數據叉采集堵系統(tǒng)璃一般怒都內獨含有鼠計算顆機系攔統(tǒng)，艦使得憤數據槐采集很的質凡量和系效率嘗大為貨提高徑，同駐時顯郵著節(jié)病省了漲硬件習資源澇。軟件匹在數份據采芹集中億的作咱用越笛來越篩大，神增加舒了系蔽統(tǒng)設塘計的惰靈活禮性和粱功能扔。數據域采集魯與數梢據處統(tǒng)理相逆互結鳥合得齊日益鵲緊密確，形臘成數尖據采進集與哈處理腐相互城融合聲的系綿統(tǒng)，填可實攝現從姜數據化采集紅、處陽理到筆控制液的全濕部工肢作。速度承快，譽數據閑采集舟過程胃一般依都具聽有實塵時特予性。平對于恥通用拋數據樹采集思系統(tǒng)炊一般然希望路有盡醫(yī)可能隔快的隙速度攀，以唇滿足航更多蠶地應愚用環(huán)課境。隨著培微電畢子技多術的瞧發(fā)展衛(wèi)，電熟路集遇成度交的提蝕高，者數據色采集發(fā)系統(tǒng)掠的體循積越許來越照小，河可靠編性越鍛來越確高，電甚至松出現情了單播片數臟據采梳集系分統(tǒng)。數據粱通信剃總線綿在數跑據采焦集系嘩統(tǒng)中首的應松用越負來越年廣泛熊，總躍線技伯術對徒數據箏采集燈系統(tǒng)沒結構度的發(fā)窄展起露著重脈要作章用。現代刊數據紅采集會的特罷點數據燈采集淹系統(tǒng)數據猶采集鋤系統(tǒng)挽包括帽硬件暴和軟群件兩剖大部遇分，閑其中長硬件那部分治又可霉分為曬模擬沫部分滴和數惱字部俯分。帽計算墻機數任據采攤集系拌統(tǒng)的羞硬件促基本免組成規(guī)如圖協所示飽：計算券機數隙據采慕集系獸統(tǒng)的咸硬件簽基本結組成前置小放大余器：援前置風放大海器用家來放技大和甜緩沖江輸入還信號仰。由毒于傳城感器笛輸出剃的信艦號較蝦小，析因此稱需要躁加以柿放大楚以滿嗚足大喬多數A/衛(wèi)D轉換料器的蠅滿量濟程輸御入（5V洲-1請0V）要梯求。晴此外接，某蔑些傳文感器侍內阻戀比較搭大，歪輸出節(jié)功率氣較小答，放駛大器泡還要野起阻秤抗變鳴換器劃的作撞用以悅緩沖蹄輸入洲信號挖。濾波價器：軟傳感濤器以記及后其續(xù)處習理電醒路中六的器別件常值會產秋生噪雪聲，女人為妄的發(fā)膛射源虹也可諷以通棗過各龜種耦圖合渠腐道使嫩信號挨通道紹感染那上噪倘聲，犯例如豈工頻數信號維就可孟以成步為一喊種人乒為的功干擾飾源。炭為了隊提高豎模擬害輸入頂信號螺的信雨噪比別，常司常需誓要使失用濾軋波器襖對噪畫聲信亂號進接行一貝定的橫衰減抱。數據枯采集欠系統(tǒng)多路含模擬戰(zhàn)開關腸：多妨路模幻玉擬開餓關可找以分朋時選裳通來蔥自多漏個輸相入通束道中亦的某偵一路勉通道桂。采樣/保持罪器：暗多路讀模擬宴開關責之后訓是模知擬通透道的逐轉換我部分拋，包蘆括采荷樣/保持狡器和A/或D轉換河器。A/襲D轉換筑器：往采樣/保持與器輸削出的藍信號揀送至A/博D轉換絞器，A/屢D轉換梅器是濫模擬戰(zhàn)輸入灶通道掏的關投鍵電熟路。計算準機系占統(tǒng)：貼計算翻機系陪統(tǒng)是例整個斷計算卡機數廣據采注集系訂統(tǒng)的軋核心梯。計嚷算機故控制核整個加計算號機數外據采局集系躍統(tǒng)的球正常船工作壞，并麻且把A/踏D轉換悠器輸晝出的俗結果急讀入主到內壁存，舟進行噸必要肢的數簡據分雁析和丈數據辦處理扶。數據叢采集速系統(tǒng)嵌入諒式數壩據采祥集系安統(tǒng)：顧以嵌伯入式畢系統(tǒng)搭為平給臺的誤數據深采集窮系統(tǒng)魚。嵌入驚式數誰據采遭集系味統(tǒng)的親特點寒：具窗有可濁移植化性、襲可裁匠剪性臺、系六統(tǒng)服曠務、豪中斷黃管理吧、穩(wěn)割定性唐和可貓靠性優(yōu)等優(yōu)敢點。嵌入脅式數處據采蹲集系寒統(tǒng)的鳥發(fā)展震趨勢戒：現趣階段錄以In刺te探rn校et為代錫表的討網絡色技術凳的出跟現，喂為數雪據采舍集、剪測量剖及儀豬器技抖術帶撥來了村前所今未有鍛的發(fā)佛展空稼間和挪機遇尋，網奶絡化懲數據歌采集涂技術丟與具急備網臟絡通硬訊功方能的潑新型傅采集卵、處身理系禮統(tǒng)應僵運而添生。嵌入惱式數定據采叫集系扇統(tǒng)生物嶄醫(yī)學舌無線胞傳感氣器網釋絡無線縣傳感扇器網素絡節(jié)歲點結伏構圖生物移醫(yī)學態(tài)無線劣傳感糖器網就絡的處關鍵尿技術福：路由摟協議MA勤C協議拓撲馬控制定位砍技術時間姥同步夢技術安全利技術數據所融合嗎技術無線信傳感單器網殲絡的乳關鍵千技術無線庸體域唐網又曠可稱遙為生棋物醫(yī)詠療傳秋感器堤網絡(B弱io沙me可di缺ca漆l樸se忽ns殿or身n麗et浴wo痕rk會)和無喝線體株域網縱傳感示網(W預ir唱el噴es邀s全bo朵dy須a醫(yī)re嫂a攜se薄ns同or巾n瓜et餅wo醬rk赤,提WN純AS紀N或Bo也dy茅A姻re牢a獎Ne臘tw結or滴k,迷B桐AN仗)。作為妹無線著傳感脫器網界絡的腔一個純分支沿，是鑒人體畫上的療生理擺參數醬收集灶傳感轉器或蜓移植校到人宋體內癥的生陳物傳康感器馬共同陪形成離的一胃個無蜘線網夾絡；錄是附覆著在到人體丘身上等的一箭種網汽絡，制由一泰套小貨巧可岡移動青、具附有通枕信功愚能的挺傳感宣器和版一個燈身體上主站(或稱BA變N協調基器)組成抄。無線醋體域晌網無線際體域樂網無線援體域釋網本章沒主要棉內容生物峽醫(yī)學爺信號城的主晶要類免型及圾其典領型特英征生物膚醫(yī)學玻數據壁獲取決與檢劇測技伶術概奮述生物援醫(yī)學宰信號虧常用萌處理園方法常用源生物飼醫(yī)學言信號票處理菠方法生物市醫(yī)學龍信號腥處理騰是研府究從客被干隊擾和撲噪聲隸淹沒須的信較號中岸提取幣有用飲的生妙物醫(yī)并學信劇息的修特征僻的方驅法。由于動生物戚醫(yī)學銅信號險具有凱隨機跌性強膏和噪稍聲背露景強磁的特們點，斤采用駕了諸咱多數寫字處薯理技稻術進淺行分零析：如對偵信號晝時域毫分析徐的相躁干平權均算偷法、厚相關熊技術總；對信舟號頻礎域分裝析的梯快速殃傅立憲葉變黎換算禽法、排各種捐數字次濾波騎算法謎；對平旗穩(wěn)隨含機信兇號分劫析的礦功率磚譜估細計算凡法、散參數喚模型喊方法胡；對非清平穩(wěn)年隨機柏信號良分析能的短吊時傅優(yōu)立葉勤變換妖、時茫頻分沫布（宿維格竊納分想布）悄、小伍波變麥換、島時變徒參數善模型賽、自僚適應哲處理某等算濫法；對信酸號的繁非線慮性處諒理方杏法如示混沌輪與分針形、逼人工奴神經瀉網絡安算法鎮(zhèn)等時域睬分析在時插域內北對信華號進邊行相右關性駛分析誓等處邀理，錘稱為儀信號網的時庫域分艷析。躲通過確時域赤分析投方法確，可壯以有章效提材高信討噪比斜，求傻取信映號波冊形在可不同傅時刻德的相佳似性蘿和關頌聯性貼。常用嗚的時頁域分信析方合法有睡：信布號周兼期的隱提取加、特繭征點賣的檢顧測等昏。下面濁主要騙介紹它相干塔平均滾算法鏟和相槍關技源術。相干炕平均竊算法相干氏平均(C法oh楚er蘿en偏t幻玉A晌ve撿ra惰ge賭)法又片稱疊情加平櫻均技盆術，想常用叢以提穗取被扯背景畝信號殿淹沒雪的目悔標信覺號，緣瑞如各鹽種誘括發(fā)電克位和冷事件備相關輕電位工的提哀取。相干袖平均剝技術美理論膜假設科：如桶果待責檢測道的醫(yī)睜學信恨號與出噪聲刺重疊在在一脹起，叔信號媽如果緊可以茄重復奪出現匪，特拳征（煙幅度由、頻竭率、晝相位云）不斑變的翅確定蜜信號鵝，干您擾是向均值旅為零住的白賄噪聲疫，可芝以采僅用疊債加法郊提高凈信噪誓比，奴從而所提取豎有用僚的信陸號。相干葡平均反算法效果漸估計打：其中yi(t)為含衣有噪刮聲的歪待檢較測信扁號，判其中s(t)為重從復出受現的通有用需信號拐，ni(t)為隨欠機噪綁聲。貌經N次疊伐加后讀求平攪均，涌則坊：若信葬號s(t)的功茫率為P，噪梅聲ni(t)的方霧差為δ2，那海么對妄每一閉個yi(t)，其誦信噪調比為P/δ2。經N次平凈均后惰，噪易聲的結方差執(zhí)變?yōu)棣?/架N，所挎以平補均后莖信號李的信昌噪比蒸為N?四P/δ2，提么高了N倍。脈例如限心室柔晚電房誠位為μV級，尖淹沒林在噪辦聲里火，如軋按心肚動周冤期以R峰點圣對齊戰(zhàn)，進既行疊求加平娃均，察則可坐檢出班微弱飄的心頸室晚優(yōu)電位賠信號兄。相關賄技術信號子的相氧關函賴數反涌映了租兩個旱信號否之間鎖的相怖互關仿聯的魯程度律。設有潮兩個床信號x(n)和y(n)，定朽義它治們的僅互相負關函槳數（Ac記ro櫻ss煎-c振or賄re哨la陵ti屈on壟Fu虎nc乓ti望on）rxy為：它表劫示x(n)不動扎，將y(n)在時賢間軸液上左辱移或管右移餃（m為正吐數時誘左移家，m為負翠數時閣右移宰）m個時次間間拘隔后腿分別鑄與x(n)逐點刃對應餃相乘唐后求申和，焰得到達該m點時肉刻的販相關總函數緒值rxy(m毫)。以m為橫費軸，rxy(m晴)為縱板軸可沫畫出縫相關直函數而曲線忌，該眉曲線幼反映雀了x(n)和y(n)的相擇似程兩度。相關耀技術一個塔信號x(n)的自楊相關彎函數興（Au鍵to吼co秧rr食el某at統(tǒng)io蒼n熟F漢un娛ct途io虹n）rxx定義錢為：其中弟，rxx(0糧)反映娛了信剛號x(n)自身慎的能炸量。rxx(m趙)是偶吵函數水，rxx(0叉)是其流中的燦最大驚值。武自相闖關函瞇數曲榮線可吵反映鑒信號術自身星的周幕期性誰和噪赴聲水步平。相關兆技術詞應用句范圍瓦很廣冷，例傅如，扇我們悠可以恢利用葡相關費判斷膨在一顧個含益有噪堂聲的李記錄誓中有諷無我綠們所員希望聲的信榮號。扶設記潤錄到林的信冰號：相關梢技術丸應用其中s(n)為信酸號，η(n)為白尋噪聲(白噪項聲是輪指頻種譜均魚勻一計非零吩的噪陽聲)，現齊在我細們不棄知道篩當前旺記錄百到的y(n)中是爸否存詳在s(n)，但滔我們絕根據泊以前犧的工棚作已巾知道許關于s(n)的先京驗知盾識，燥因此銳我們能可以壞做y(n)與s(n)的互窮相關耳：通常方我們撲認為萬信號線與白頑噪聲康是不帝相關底的，嬸因此rηs(m)等于邪零，額于是rys(m)位=rss(m)。因薄此我階們可乞以根起據互況相關屆函數rys(m)與自戒相關曬函數rys(m)是否災相等開來判團斷在y(n)中是培否含場有信控號s(n)。經典蝴譜分抱析理飄論(非參裕數法)由布捕萊克待曼-圖基鑰（Bl酒ac饞km軋an例-T各ur臺ke憂y）于19串58年提為出傅里犁葉變承換：羽周期邊圖法楊和Bl釘ac揚k-綿Tu逮ke孩y法修正兩周期鐘圖、歐對周欲期圖戴平均寧、對朝修正吩周期辭圖平既均以擠及對拜周期妖圖平報滑等妹方法現代匙譜估卻計理恨論(參數蔥法)以隨剪機過干程的著參數鍵模型福為基懇礎自回爽歸模降型法植、線根性預損測法犬和最環(huán)大熵孝法等頻域地分析對于群一個詞周期直信號旅，如知正弦政波信奪號：y=園si騾n(待ωt塘)，具告有一咽個單胳一的謙頻譜秋值ω。而森對于踐任意胳一個周期算信號f(津t)都可似用傅喇立葉哪級數噸表示間為：其中啟，即任之何一振個周舞期函藏數都鉛可以舌展開挎成為遷頻率蝦值為領基頻ω和其m次倍毒頻mω的三璃角函逃數和匪的形偽式，持系數am即為檔信號f(合t)所包顏含的捆該頻卷率成雕分的芳頻譜攪。傅里灶葉變蜂換與答離散抬頻譜進一摔步推拒廣，敗若取商實際貍的有摩限長離散堆采樣萍信號x(乘n)，可訂以將巷該有委限長屢信號幼看作酒是周摧期信留號的臉一個綱基本棉周期揪，同鈴樣可連以應款用傅盞立葉副級數幻玉理論喬，計精算x(娛n)的頻肅譜，蘇得到侍離散塔傅立版葉變晚換公魄式：應用珍該公圖式計既算離漠散傅助立葉求變換丙有一獨個快閣速算芳法，祝這就挑是著嘴名的勻快速藝傅立繞葉變龜換（FF買T）。傅里神葉變圓換與氏離散引頻譜傅立赴葉變老換只住能對劉確定非性信臘號進王行分制析，餃而隨機翼信號在時開間上蜓是無濃限的搬，在布樣本搞上是吼無窮窯多，收其傅辜立葉歷變換菌不存倍在，絮因此古，對績隨機鼻信號些只能漲計算幟信號隆的功彩率譜猾。信稿號的銀功率像譜可腹以由免信號臟的相暖關函錄數計酒算得午到：因此褲，只取要我刮們能慢求出本信號簡的相鍋關函怨數rxx(m劫)，即?？汕蠼爻鲂湃厶杧(乒n)的功練率譜柔。但沉是，饅真正拉的rxx(m南)也很般難求窄出，耕要靠奏由x(旺n)估計衣出來減，這拌就是功率該譜估忌計。功胸率譜鑄估計娃在生射物醫(yī)濟學信跨號處戴理中勉應用茂極為縱廣泛獎，如造在心喇電、廈心音放、腦腿電等杰處理養(yǎng)中取佳得了四良好株的效做果。傅里晨葉變莫換與墻離散槐頻譜參數銅模型槳頻譜馬估計并是現凡代譜云分析劉中的際主要壘內容惠。信筑號的喝參數封模型涉頻譜集估計掏的步淚驟可治以分萄為以世下三獅步：（1）對似給定保的隨霜機信同號確敏定合犯理的但參數稿模型覽；（2）根塔據信盞號的容自相拳關函愧數估連計所求確定召的模圖型的梯參數泄；（3）用透估計尋出的盞模型絨參數處計算能信號沖的功宴率譜始密度糊函數止。假設此隨機紫信號x(m)是由而白噪影聲n(m)激勵首某一役確定帝性的海線性號系統(tǒng)H(z)所產疤生的睜。因阿此只星要已刻知白啟噪聲爆的功可率δn2和系蓮統(tǒng)的貓傳遞張函數H(ejω)，就損可估護計出歸信號巴的功尚率譜燦密度邊函數Sx(ejω)。參數叢模型直頻譜榆估計假設穴參數劑模型蠶的輸傾入n(m)和輸凝出x(m)滿足裹差分輩方程其中芹系數際和慌就姨是模豬型的對參數膚，常像數p和q被稱泉為參自數模鈔型的跳參數略。對上煤式兩晶邊進玩行Z變換康，得怕到參摘數模簽型的李傳遞戴函數H(z)為：參數慨模型溉頻譜浴估計顯然靠，H(z)是一屢個有趣理分乞式?，F根據H(z)的不尚同，憐參數輛模型瓣可以泊分為慨三類村：自回罰歸模任型當珠時，塌以上代兩式友變?yōu)榉e：參數算模型凈頻譜頂估計參數貴模型姨的輸慰出為診該時鑒刻的錘輸入授及以旱前p個輸神出的線線性晝組合趟，因繪此該汁模型盈被稱拾為自回債歸模守型，記惰為AR(p)，其亞中p為AR模型茄的階步數。AR模型乞的傳百遞函湊數中晚只含緩有極存點，步不含乓有零雹點，崗所以AR模型違也叫餐做全極奧點模應型。系統(tǒng)嚷輸出弟功率跪譜為參數冷模型戰(zhàn)頻譜若估計滑動增平均慚（Mo鮮vi逗ng糕-a杠ve輩ra跳ge測,遺MA）模病型當雕時墾，以像上兩奸式變能為：參數矩模型暮的輸墊出為臘該時愈刻的似輸入菜和以應前q個輸羽入的腳線性眉組合遠，因斃此該睛模型蛋稱為滑動嚼平均俱模型，簡商稱MA模型忠，記沾為MA(q)，其側中q為MA模型畝的階焦數，MA模型暢的傳適遞函腸數中花只含消有零警點，區(qū)不含朋有極旁點，雜所以MA模型搭也叫幅做全零哈點模逮型。參數哥模型厲頻譜殖估計自回基歸滑日動平焰均（Au踐to息-r塑eg付re遺ss冊iv轟e除&M傾ov悄in桐g-象av穗er這ag擋e,尤A態(tài)RM油A）模型若揭不進全為妨零，盞也不田全為絹零，呈則該砌參數酒模型岸被稱貌為自摩回歸武模型感滑動繼平均吵模型潛，極晚為AR堡MA(p,q)，其傍中p和q為AR培MA模型零的階久數，AR幼MA模型音的傳兄遞函鍵數既康包含如零點亂，又裂包含挺極點命，所寒以AR面MA模型緒也叫鳥做零極乳點模庫型。獲得廊了模旗型的池參數肢之后奴，就隔可以挪估計購出信少號的俯功率寺譜密纏度函嘆數，誤由于尺對所潔建立鴨的模斑型勝是多幅項式泊的有創(chuàng)理分危式，純因此編得到集的功獻率譜曉密度索函數久是頻才率嘗的連金續(xù)函抄數。這就拳避免厭了周姻期圖胡法估療計頻肌譜時蜜的隨帝機起完伏現婆象。舍同時望，在跡估計誓信號喬模型厚的參睛數時狠，往糕往只阿使用否比較嫌短的總信號塔，因種此該寺方法烏對非因平穩(wěn)愁信號邊的頻銅譜分廳析是嗎有利浪的。參數愛模型傾頻譜詠估計時頻蛾分析誦方法柔是多仁種多酬樣的網，與概傳統(tǒng)掌方法宮相比另，它懇們在遮非平悟穩(wěn)信械號的營處理勒中具賀有突端出的優(yōu)優(yōu)越默性。一般礦來說撈，時氏頻分聲析方企法具藝有很庫強的駱能量云聚集勿作用贈，不帖需知介道信哄號頻滅率隨戒時間伸的確誼定關季系，室只要掛信噪熊比足朽夠高扒，通猜過時址頻分歐析方棒法就煤可在倡時間-頻率爬平面術上得哲到信寫號的襪時間獸頻率殼關系深。因此徑時頻互分析押主要草用來偏尋找喘信號蹄的特勤征。載時頻泉分析校方法途需要敵采用罰一些事特殊莊的變萍換來智突出羨信號要的特掏征點柱。時頻堵聯合煌分析短時諷傅里白葉變奸換ST塌FT（sh策or僑t石ti宇me秘F墾ou兆ri主er乳t佛ra員ns在fo和rm）是努最基嗚本的恰一種祖時頻頓分析礙方法幟，它依是由Ga書bo紀r于19錯46年首堆先創(chuàng)穩(wěn)建的半。ST異FT以滑轎動窗筆對信諸號進很行分限析，踢然后規(guī)對加傷窗信柳號進秋行傅懼里葉控變換表，是夾傅里沒葉分蛾析的爬一種床改進岡。時頻快聯合障分析短時假傅里桌葉變過換沿時番間軸膊移動永分析焦窗，革我們氧可以凳得到稍兩維獄的時焰頻平古面。ST駝FT方法招最大雅的優(yōu)腔點是柄容易癥實現玻。ST禮FT分析起實質雁上是野限制貿了時御間窗磨長度會的傅旦里葉桂分析廟，因融此，搭分析乘信號傷必須標具有馬分段瓶平穩(wěn)用的特頁性。每那么披，對穗于時蹄間尺林度不匠同的脈平穩(wěn)傷小段結，則調需要亡和自桃己相我適應介的窗腦的長愁度和隔類型猜，這返樣才躺能獲疾得最婚佳效獅果。絹然而快由ST澇FT的定銳義我微們知精道，父只能廣選定城一個固定僅的窗欣函數，也香就是思說，娛其時態(tài)間和笛頻率買的分弄辨率藍在整輝個時滲頻平夕面上楚是固果定不寇變的稱，這睡是該結方法甜的一互個主滾要缺停陷。此外鬼，ST騰FT分析今受限飽于不飲確定鑄性原屑理，穴較長碧的窗金可以箱改善膨頻率騾解但協會使火時頻們解變筆糟；稈而較讓短的宮窗盡撒管能巨得到負好的廳時域景解，碰頻域匪解卻赴會變僅得模敢糊。陪不確慮定性隸原理飽告訴痛我們緞：我等們不指可能怪在時焦域和拜頻域孤內同聾時獲托得清邀晰解菠，這坐也限嗚制了挪這一衰方法畝的應完用。時頻緞聯合薯分析Wi利gn哈er拍-V播il野l(fā)e分布Wi羽gn寬er王-V距il睛le分布臺（WV除D）是壘時頻教領域休最基悔本、踩最重液要的分方法擱。是繭一種撇意義竊更廣暴泛的管時頻博能量衛(wèi)分布隱。實雜際信哥號S(t)的Wi藥gn紹er擾-V肯il穩(wěn)le分布頁定義捆為:時頻增聯合場分析Wi丑gn容er酬-V苗il購le分布在所陣有具肥有能蠢量化州解釋群的二翁次時盞頻表購示中糖，Wi型gn僑er殿Vi竟ll誰e分布捐滿足遣大多真數所掠希望增的性統(tǒng)質。楚但用蜻于多好元信下號的倉分析林時，淹會出替現交番叉項鉆。例如茶兩信晚號s1、s2分布土位于對時頻潛平面辦的（作）址，（結）臣，則急交叉繁項會忠出現災在（休）。床因此益，在優(yōu)分析景心音粘這樣留復雜應信號騎時，盜會產或生明生顯的在交叉挽項。崖在Wi掉gn追er咳-V擁il橫le分布今中使熊用解漏析信甚號s(t)而不稍是實帽際信哥號x(t)的優(yōu)遠點在涌于：爹第一槳，解鍛析信頂號的尤處理哄中只絡采用穴頻譜仙正半繞部分旁，因鼠此不悔存在替由正抱頻率橋項和妨負頻赴率項咐產生峰的交蚊叉項彼；第尋二，脈使用畢解析勞信號紅不需醒要過量采樣努，同脊時可鳴避免鄭不必總要的膀畸變拳影響巴。時頻疫聯合薄分析一維達小波乖變換小波努分析繞作為哨優(yōu)良千的時限頻信指號分撫析工賠具，炕是近20年發(fā)嘗展起班來的蟲。小威波分值析是源傅里煌葉分電析發(fā)晨表18暑0多年施來對禮其最茫輝煌冶的繼林承、溉總結殺和發(fā)克展，幣對分帳析工損具起賠承前鋤啟后折、繼鼻往開扶來的花重要丸作用坐，并駝取得掃了許慌多傳趣統(tǒng)分玩析方部法難冒以實靈現的非顯著疲應用督效應南。小套波分凡析包鈴括小撤波變壤換到搏小波暈基的翼構造廉以及躲小波舌的應圓用一扣系列寫的知罵識，字有大勾量的感醫(yī)學秤信號姿是一貫維信什號，癥這里薄著重掉介紹傷一維畢小波病分析墓。小恨波變牌換指翅信號肌與局遇部化糕特性賞良好如的小谷波函敲數的國內積徐。由井這定例義，x(t)與y(t)形成氣一個后復共弱軛對膏，從拜而得迎到一村個解槽析信撫號。時頻肉聯合龍分析3.一維兩小波仙變換關于是小波虛有兩勤種典申型的跟概念埋：連尼續(xù)小弟波變慨換、漿離散犧小波恐變換連續(xù)扛小波蕩變換燃定義羽為可見絡，連案續(xù)小絮波變伍換的亮結果園可以與表示銳為平及移因飯子a和伸棟縮因排子b的函良數時頻克聯合砍分析傅立緩葉分墓解過使程小波寧分解驢過程時頻照聯合州分析3.一維頸小波璃變換--多分欣辨率3.一維棟小波票變換--伸縮澤因子殺對小鋤波的稍作用時頻離聯合兵分析3.一維吉小波喪變換--平移書因子購對小楚波的炒作用時頻渡聯合哪分析平移厘因子段使得僚小波搬能夠炎沿信傻號的可時間孫軸實踩現遍好歷分博析，條伸縮換因子越通過斷收縮金和伸劫張小廉波，捧使得味每次黨遍歷賺分析急實現票對不枝同頻治率信晉號的鳥逼近3.一維兩小波分變換--連續(xù)栗小波浸實現院的過刊程首先者選擇離一個小波清基函韻數，固按定一今個尺挨度因緊子，露將它孤與信尊號的柱初始福段進撥行比呈較僻；通過CW離T的計勒算公娃式計率算小里波系煤數（翠反映院了當腐前尺晉度下瞞的小客波與通所對春應的包信號尺段的雨相似竭程度國）；改變殃平移戒因子躬，使檔小波建沿時沃間軸桑位移顯，重脾復上率述兩藏個步教驟完心成一吉次分題析；增加木尺度服因子桐，重基復上船述三番個步睜驟進沒行第測二次吩分析超；循環(huán)拔執(zhí)行通上述爹四個噸步驟侵，直灘到滿顯足分吵析要背求為箱止。時頻想聯合