脑电信号中工频干扰去除的综合研究

微弱的脑电信号中常混有工频干扰,严重影响到有用的脑电信号提取和分析。针对传统陷波器会削弱有用的脑电信号的缺陷,文中研究了三种稳健算法:基于零极点分布原理的陷波器、自适应滤波器以及独立成分分析算法,来抑制脑电信号中的工频干扰。仿真实验结果表明,三种算法都可以成功去除脑电信号中的工频干扰成分,并且较传统陷波器对工频附近频谱影响更小,从而有效地克服了传统陷波器的缺陷;此外,独立成分分析算法能更好地保留有用的脑电信息,具有更大的优越性。另外,三种算法都可以应用于其他需要陷波的场合,具有很好的扩展性。     

表面肌电信号采集电路的设计

表面肌电信号是一种伴随肌肉活动的生物电现象,其采集电路设计的关键在于从强大噪声背景中提取微弱信号并进行高增益放大;通过分析表面肌电信号的特点和电路模型,设计了包含隔直和初级放大器、50Hz陷波器、高通和低通滤波电路三大部分的采集电路;该电路共模抑制比不小于115dB;输入阻抗大于100MΩ;增益为86dB;采用专用芯片UAF42的陷波器工频滤波衰减约30dB;将其应用于假肢手的控制系统中,通过神经网络进行动作模式识别,共识别了6个手部动作模式,识别成功率在95%以上。     

基于独立成分分析的表面肌电信号工频去噪

表面肌电信号(SEMG)采集中,如何消除工频干扰对信号的后续应用意义重大.在探讨独立成分分析(ICA)原理的基础上,提出了一种用于表面肌电信号工频去噪的快速独立成分分析(FastICA)算法.该方法通过对观测信号去均值和白化处理后,用负熵作判据通过迭代得到解混矩阵,经解混运算得到源信号.针对混合信号ICA分离效果的差异,引入最大似然指标作为分离效果的评价量.实验结果表明,所提算法能有效分离SEMG信号中的工频噪声,运用最大似然评价指标将工频噪声降至最低.     

心电地图仪中工频干扰的一种滤除方法

在心电地图仪中记录到的体表心电信号往往由于电磁的影响而引进工频干扰．基于体表心电信号中工频干扰的特点，作者提出了一种滤除工频干扰的方法，即就单独—胸导联信号通过提高频谱的分辨率来估计工频干扰的频率；基于最小均方误差准则来估计各导联信号中工频干扰的幅度和相位。文中还给出了该算法的流程图和滤波性能分析。模拟结果表明了该算法的有效性。应用该算法对心电地图仪中的工频干扰进行对消，取得了满意的结果。     

滤除SEMG工频干扰的数字陷波器设计

50 Hz工频干扰是表面肌电信号（SEMG）的主要干扰源之一,消除工频干扰是表面肌电信号处理中的一项重要技术。鉴于原有模拟信号调理电路在工频消噪这一环节上的不足,设计了一种50 Hz数字陷波器用以消噪,减小干扰。实验证明,采用基于窗函数法的FIR原理设计的50 Hz数字陷波器能有效滤除SEMG中的工频干扰并基本不影响50 Hz周围有效SEMG的获取。     

基于屏蔽驱动的工频干扰抑制技术研究

采集心电、肌电和脑电等生理电信号时,总是存在工频干扰等环境噪声,且噪声的幅度通常远大于生理电信号本身的幅度,给信号的分析和处理带来了很大的困难。目前常用的方法是利用软件算法对采集到的信号进行滤波处理,这种方法虽然能在一定程度上降低工频干扰的影响,但同时会造成目标信号的衰减和畸变。针对此问题,文章设计了一种独特的硬件屏蔽驱动技术,实现在模拟前端最大限度地抑制原始信号中的工频干扰噪声。实验结果表明,生理电极引入屏蔽层驱动后,心电和肌电采集过程中的工频干扰可以得到明显的抑制;通过对屏蔽层接入不同的驱动信号的比较发现,利用各电极自身的信号对输入端进行屏蔽的效果最好,对工频干扰的抑制幅度高达35 dB。文章提出的屏蔽驱动硬件电路设计技术,可广泛用于各种生理电信号的采集,实现在源头上抑制工频干扰的影响,从而在根本上提高生理电信号的信噪比。     

心电信号中工频干扰的最小二乘估计和消除

心电图(ECG)分析对心血管疾病的诊断是十分重要的.但所测得的心电信号经常受到各种干扰的影响,其中由电源引起的工频干扰影响最大.本文应用非线性方程组的最小二乘解法估计工频干扰,从而将其从心电信号中消除.与Cramer E提出的最小二乘估计方法相比,本方法的计算公式更为通用,所需的已知条件较少且无须进行估计前的预处理工作.     

单片机应用系统中去除工频干扰的快速实现

工频干扰是各类工控测量系统中最常见的一种干扰信号,对有用信号的检测起着极大的妨碍作用.因此,在各类测量系统中,都需考虑工频干扰的抑制问题.本文以自适应相干模板法为基础,讨论用该方法在单片机应用系统中去除工频干扰的快速实现问题.     

心电信号中工频干扰的最小二乘估计和消除

心电图(ECG)分析对心血管疾病的诊断是十分重要的。但所测得的心电信号经常受到各种干扰的影响,其中由电源引起的工频干扰影响最大。本文应用非线性方程组的最小二乘解法估计工频干扰,从而将其从心电信号中消除。与CramerE提出的最小二乘估计方法相比,本方法的计算公式更为通用,所需的已知条件较少且无须进行估计前的预处理工作。     

基于DSP的去除ECG工频干扰的陷波滤波器设计

本文详细介绍了在以DSP为核心的心电监护仪中对50Hz工频干扰去除算法的实现方法。首先应用Matlab工具设计一个50Hz陷波滤波器,通过仿真确定合适的滤波器系数,然后充分利用DSP的软硬件特点,在DSP系统上实现该算法,并做了详细的分析和仿真。结果显示,系统能很好地去除50Hz干扰,并且速度较快符合实时性要求。     

短波通信中分布式干扰的效能分析

通过分析短波通信中分布式干扰的应用,研究了分布式干扰设备的组成及其关键技术和随机二元码调制信号的特性,在此基础上,利用Matlab软件中的Simulink模块仿真分析了分布式干扰系统采用随机二元码调制信号对短波通信系统的干扰效能,由仿真结果可以看出分布式干扰可以取得与集中式大功率干扰相当甚至更好的干扰效果。     

下肢表面肌电信号的降维和映射分析

肌电信号的采集和分析是外骨骼式康复机器人关节预测控制的重要基础之一.肌电信号数据量大并且复杂,相关性较高,信号处理通用性和高效性低,分析和预测人体运动信息误差大.采用最大自主等长收缩标准化处理算法,大大提高了表面肌电信号的通用性和泛化能力,并基于主成分分析方法,对肌电信号降维处理,利用神经网络实现与下肢的映射分析.实验结果表明,通过对比分析不同的降维处理方式,主成分降维后处理的肌电信号平均相关性达0.93,利用神经网络预测人体正常行走的下肢三关节运动角度,具有良好的可重复性和较高的精度,可以实现人体下肢肌电信号和各关节的映射控制.     

随机森林算法在肌电的重要特征选择中的应用

在肌电信号的情感识别问题中,如何从高维特征中找出起关键作用的特征,一直是情感识别的难题。使用随机森林算法,并依照其对特征的评价准则,来计算肌电信号的126个初始特征在不同情感模式分类中的贡献度。依照每个特征的重要程度,优先组合贡献度大的特征并将其用于情感的分类。实验数据验证了该方法的有效性。     

基于小波域滤波的电子通信信道恶意干扰信号分离方法

针对电子通信信号与恶意干扰信号严重重叠的现象,设计了基于小波域滤波的电子通信信道恶意干扰信号分离方法。在分析信道特征并划分噪声种类后明确噪声信号形式,然后利用小波域滤波算法合理设置分解层数,对信号做分解重构与降噪,再利用极限学习机建立神经网络学习模型。根据干扰信号模型与信道衰减程度提取干扰信号特征,并将特征样本输入到神经网络中,直到输出分离结果。仿真结果表明：该方法能够有效去除信道噪声、降低通信误码率、均衡信道负载。     

时变单音干扰下GPS系统的性能分析及干扰抑制方法

针对实际系统中干扰源的移动特性,将干扰信道建模为时变瑞利衰落信道,分析了时变单音干扰下多普勒频移对GPS系统性能的影响并推导了误码率公式,提出了一种基于短时傅里叶的自适应时频域干扰抑制算法。该算法首先对接收到的GPS信号进行时频分析,检测出受到干扰的频点,然后设置合理的干扰剔除门限,最后通过自适应二阶格型陷波器将所受干扰的频点剔除。并与基于lms的时域自适应滤波算法进行了对比,实验证明,所提算法对时变单音干扰具有较好的干扰抑制能力。     

改进的禁忌搜索算法在肌电信号情感识别中的应用

针对基于肌电(EMG)信号的情感识别问题,提出了一种新颖的特征选择方法.该方法用相关性分析对原始特征降维,再利用改进的禁忌搜索算法结合Fisher分类器,对高兴、厌恶、悲伤、惊奇、愤怒和恐惧6种肌电信号的情感进行特征选择.实验结果表明,该方法能以较少的特征获得较高的识别率,得到了有利于情感识别系统建立的有效特征子集.     

基于独立分量分析的电磁场信号工频干扰消除

为了解决电磁场信号测量中的工频及其谐波干扰问题,将盲源分离(BSS)应用于电磁场信号的工频干扰消除.从盲源分离和独立分量分析(ICA)的统一模型出发,分析了快速ICA算法和最大信噪比ICA算法的目标函数选择及算法推导,并分别对计算机随机产生不同波形信号和实测的电磁场信号进行分离,结果显示:无论从相似系数还是运算时间上看,最大信噪比ICA算法明显优于快速ICA算法.     

电磁干扰环境下的航空通信距离计算

航空通信系统面临的电磁环境越来越复杂。在电磁干扰环境下对视距频段的航空通信距离计算还缺乏系统的定量分析。基于通信质量限定条件下的通信距离与地球曲面特性限定条件下的无线信号传输视距,定义无扰视距、有扰视距、信干噪比距离和信噪比距离等参数的概念,推导了这些参数的计算模型;构建了接收端位于发射端和干扰端之间时最大接收距离的选择流程;仿真分析了最大接收距离与干扰功率、终端高度、干扰端与发射端之间的距离等参数之间的变化关系;得出了相关参数变化时通信距离的变化关系及对应的限定条件,为电磁干扰环境下航空通信距离的计算分析提供手段,为航空通信系统的有效使用提供支持。     

航迹插值在无人飞行器电磁干扰分析中的应用

为了提高空中飞行器飞行系统的稳定性,必须确保航迹上电磁干扰分析结果正确,因此需要对不够密集的相邻航路点之间的航线进行插值.根据飞行器的飞行特点和电磁干扰分析性能的要求,给出了大圆航线上等距离和等角航线上等距离两种插值方法,并给出了两种方法的原理和仿真流程.结果证明,两种方法的应用确保了电磁干扰分析结果的准确性,大大提高了空中飞行器系统的稳定性.插值方法的应用为飞行任务可靠地执行提供了有力的保障.