基于粒子滤波的多导心电信号的T波交替分析算法

对于多导心电信号中非稳态和非高斯的T波交替(Twavealternans,TWA)现象的分析,现有的方法都存在稳健性差的问题.提出了一种基于粒子滤波的多导联TWA分析方法,根据多导联TWA的分析框架,对经过预处理后得到的多导联ST-T段数据首先进行主成分分析,然后采用粒子滤波的方法对变换后每个通道进行TWA检测和对重构后的各导联进行TWA幅值估计,从而实现多导联T波交替的分析.仿真实验结果表明,当交替信号与噪声的比小于-15dB,多导联的粒子滤波方法的估计TWA幅值准确度高,并且没有出现TWA的漏检和误检情况.同时,对非稳态和非高斯的TWA具有很好的稳健性和抗噪性能.     

基于曲波变换的视网膜血管图像增强算法

视网膜血管图像存在像素对比度低等特点,干扰正常的视网膜图像分割.针对视网膜血管的图像特性,提出了一种改进的基于曲波变换的视网膜血管图像增强算法.首先选取视网膜图像的绿色通道分量进行预处理,然后通过对变换系数的自适应增强完成图像的增强处理,并结合改进的形态学变换,实现图像细节的增强和背景噪声的抑制,使得图像对比度得到增强,细节信息更加明显.通过与其他增强算法的比较表明,该算法在增强对比度、降低噪声干扰等方面优于其他算法.     

基于重构噪声子空间的相干信号DOA估计

传统DOA(direction of arrival)估计算法无法处理相干信号,因此提出一种基于重构噪声子空间的高精度DOA估计算法.该算法利用阵元接收数据的自协方差与互协方差信息构造成增广矩阵作为新的协方差矩阵,对该矩阵进行奇异值分解得到相应的噪声子空间和特征值矩阵.为了获得更精确的信号向量,重构一个由新特征值矩阵对应的特征向量所组成的噪声子空间.最后通过谱峰搜索得到DOA估计值.算法不影响对非相干信号估计的效果,并且比IMMUSIC(improved multiple signal classification)算法具有更高的估计精度,在低信噪比及信号入射间隔较小的情况下也有良好的准确性.仿真结果表明,提出的改进算法在低信噪比及低采样快拍数的条件下,能有效估计出相干信号的波达方向.     

基于粒子群和非参数检验的T波交替联合检测方法

为了提高TWA检测方法的准确性和鲁棒性,提出了基于粒子群与秩和检验的T波交替联合检测方法.通过基于高斯核的心电图模型,利用粒子群算法来最优提取和对齐T波,提高了T波提取的鲁棒性和可靠性,降低了由于畸变T波引起的TWA误检和漏检.同时,基于非参数方法来定量和定性计算TWA参数,由于无需估计TWA的概率模型,提高了对现实复杂TWA现象检测的鲁棒性.仿真实验表明,测量的幅度与参考的真实值的相关系数达到096.标准的TWA数据和实际的心电图数据测试表明,所提出的TWA检测方法具有较高的鲁棒性.     

嵌入式系统应用基础课的实践与探索

嵌入式系统是一门实践性很强的课程,所涉及的内容非常多。为了使学生能快速地掌握ARM的应用与设计,缩小教与学之间的距离,针对目前课堂教学及相应实验教学中存在的问题,以电子科学与技术专业为试点,对该课程的授课方式进行了改革实践。将理论教学课与实验教学课相结合,增加一些有实际应用背景的或研究性实验,有效地提高了学生对嵌入式系统的学习兴趣,以及动手实践能力,取得了较好的预期效果。     

一种基于安全性的CAN-FD信号打包方法

现代车辆配备的大量电子设备可能成为黑客侵入车载网络系统的途径.为了防范攻击，需要为CAN-FD车载总线引入安全机制.建立了一种通过区分信号、帧、ECU层面安全等级、基于帧AES加密与添加MAC消息认证码的CAN-FD分层安全模型，并在此基础上提出一种可以有效降低 ECU 安全设计硬件成本的信号打包安全约束.通过将贪婪算法引入遗传算法的交叉算子与变异算子，设计了一种基于安全性的混合遗传算法，对具有不同安全等级的 CAN-FD 信号进行打包优化.实验表明，混合遗传算法可以获得比贪婪算法更低的带宽利用率，并通过实验分析了此安全设计对带宽利用率的影响.     

嵌入式系统实验教学的实践与探索

由于嵌入式领域入门起点高、技术更新快,初学者掌握起来有一定难度。为分解教学难度,探索采取分阶段教学方法。第1阶段作ARM处理器的软硬件实验(俗称裸机实验),不涉及操作系统的概念,在实验课时中完成。第2阶段是在掌握了CPU的内部结构和程序框架基础上,再加入操作系统的概念,在嵌入式系统课程设计中完成。这样就可以找到一个学习切入点,逐个分析硬件的工作原理及简单编程,层层递进,再将它们组合起来构成一个相对复杂的软件系统,进而编写基于操作系统的驱动程序。从而达到深入学习操作系统内核目的,取得较好的教学效果。     

基于块目标的频率步进连续波探地雷达压缩感知重建算法

压缩感知理论对于解决频率步进连续波探地雷达信号处理过程中存在的采样速率高、存储数据量大、信号处理时间长等问题具有重要意义. 针对雷达探测中块目标物体在探测区域不满足稀疏性的问题,提出一种适合块目标的压缩感知重构模型.利用某些稀疏正交基对块目标进行稀疏化处理使其满足稀疏性,将字典矩阵与稀疏矩阵结合形成适用于块目标物体的新观测矩阵,再通过压缩感知凸优化算法求解稀疏化系数,最后把该系数通过稀疏变换得到块目标的反射系数.通过实验仿真验证该方法的可行性,与未稀疏化处理的压缩感知重构模型相比具有更高的精度和分辨率.     

结合子空间投影的幅度相位估计波束形成算法

在医学超声成像中,幅度相位估计(APES)波束形成算法能够更稳健地估算期望信号幅度,但其以牺牲较少量分辨率为代价.针对此问题,提出基于幅度相位估计并融合子空间投影技术的自适应波束形成算法.首先通过幅度相位估计算法初步计算加权向量,然后将加权向量向回波信号的期望信号子空间投影,以此来抑制噪声和干扰,改善成像的分辨率和对比度.经仿真分析,所提出的子空间投影与幅度相位相融合的算法在成像的分辨率、对比度和稳健性方面均优于原始的幅度相位估计算法.     

浅谈ARM7嵌入式系统的实验教学

ARM内核处理器方法广泛的应用,同时该门课程又是一门综合性很强的课程。该文以ARM7系列的AT91M55800A板作为嵌入式开发实验平台,介绍了在实验内容安排、实验教学指导等方面的作法,探索嵌入式技术实验教学的新思路,提高了实验教学效果和质量。