基于无线通信的脉搏信号采集系统

应用无线通信技术的脉搏信号采集系统减少了系统各部分间的电缆连接.分别以MSP430F2234系统级芯片和AT89S52单片机为主控芯片,nRF905无线数据传输芯片为核心,围绕计算机设计了一种无线脉搏信号采集系统,从系统的组成结构出发,分析了各个模块的基本功能及如何实现,给出了硬件和软件设计.该系统实现了人体脉搏信号的短程无线测量,具有体积小、重量轻、成本低、携带方便、应用价值高等优点,在实时医疗监护中具有重要的意义.     

脉搏信号调理电路的设计

脉搏作为人体重要的生理及病理参数之一,其信号具有重要的研究价值。针对其信号微弱、频率低且易受干扰的特点,文中首先提出了信号调理电路设计的要求,然后有针对性地选择元器件并设计硬件电路,最后对所设计的硬件电路进行实际测试。结果表明该调理电路具有输出波形稳定、噪声小和共模抑制比高的特点,提高了脉搏信号采集的精度。     

小波包-能量谱在提取脉搏信号特征中的应用

小波包是继小波分析后提出的一种新型的多尺度分析方法。文章描述了小波包分析方法的基本原理及其实现算法,并从能量分布的角度出发,阐述了在脉搏信号特征提取中,利用小波包分析方法将脉搏信号进行量化、分解,从而便于处理、判断的一种新的应用途径。实验结果表明小波包-能量谱用于提取脉搏信号特征是行之有效的。     

脉搏信号去噪

分析了脉搏信号特性与研究现状,探究了脉搏信号的小波变换去噪与数学形态学去噪并给出了相应解决方案与注意事项,提出将两种去噪方法相结合.     

脉搏信号滤波方法研究

为了降低噪声对人体脉搏信号的干扰、提高采集精度,提出了一种改进的滤波算法。从脉搏信号及其噪声特点出发,采用与经验模态分解法结合的方法,选择适当的小波基并改进小波阈值函数,构造模态系数对脉搏信号进行滤波。经过理论分析与实验验证,取得了理想的实验数据。结果表明,改进的阈值算法不仅克服了软、硬阈值的局限性,并能有效克服傅里叶变换后产生的边缘效应问题;同时,与经验模态分解法相结合,削弱了低频噪声滤除的误差,增强了小波变换的自适应性,较传统的滤波方法能更好地抑制噪声,有助于提高信噪比。     

基于脉搏信号的身份识别系统

针对常用基于指纹、人脸等特征的身份识别技术存在容易伪造等问题,设计了一种基于脉搏信号的身份识别系统。该系统包括上位机和下位机模块,下位机以STM32为核心进行脉搏信号的AD转换和数据打包,并通过WiFi模块将数据无线发送到上位机。采用PC作为上位机,基于LabVIEW软件开发了人机交互界面,对接收的脉搏信号进行滤波、分割、模型参数识别、特征向量提取,并基于随机森林算法训练身份识别分类器。招募20名试验对象对所研制系统的准确性进行评估,结果表明身份识别的准确率达到95%。该系统的实现可以为基于脉搏信号的身份识别研究提供有益借鉴。     

基于脉搏信号的安全行车系统

介绍了一种新型的基于脉搏信号的安全行车系统,该系统由戴在驾驶员手腕上的脉搏信号采集装置和与车上动力系统相连的脉搏信号处理及控制装置组成。该系统具有安装方便、结构简单、判断准确和高效低耗等特点。     

脉搏波信号的特征提取方法研究

脉搏波信号是重要的人体生理信号,但在采集过程中会存在一定的干扰,在分析软、硬阈值去噪方法的基础上,提出一种改进的阈值量化方法,能够克服软、硬阈值存在的缺陷,实验表明,改进的阈值方法可以有效地去除不同噪声干扰,明显优于软、硬阈值去噪方法。针对传统特征提取方法的缺陷,提出一种幅度阈值与滑动窗口相结合的主波波峰定位方法,经实验验证,所提出的方法准确率高、抗干扰强。     

脉搏信号相干检测方法的实验研究

脉搏信号是评估人体健康状况的一个重要因素。由于脉搏信号频率低、幅值小,常常被淹没在噪声内,为了提取脉搏信号,需要对信号进行去噪处理,因此采用相干检测实现去除噪声,通过对采集到的脉搏信号进行处理,得到了良好的输出波形。针对脉搏信号的特点,给出了实际可行的电路和测试方法。由实验结果可知,该系统具有良好的测量稳定性。     

复合调制雷达信号时差估计算法

现代雷达信号环境中, 复合调制信号正在逐步得到广泛应用。该文提出了一种针对频移键控与二相编码(FSK-BPSK)复合调制信号的时差估计算法。该算法紧密结合该信号子脉冲频率分布具有对称性, 时域长度具有一致性等特点, 通过子脉冲相关函数的理论推导得出FSK-BPSK复合调制脉冲信号的相关函数。最后利用相关函数拟合算法, 可根据观测数据进一步精确估计时间延迟(TDOA)。通过仿真实验, 证明该算法相比于其他时差估计算法, 其算法估计的准确性、抗噪性都有明显提升, 且适用于带宽较小的复合调制信号的时差估计情况。      

基于光纤振动的激光散斑控制

散斑噪声的存在使得图像灰度剧烈变化,降低了图像分辨率,影响成像质量。为了控制散斑噪声,使用波长为405nm的激光作为显微系统照明光源,利用音圈电机振动光纤,通过对抛光玻璃显微成像,用CCD图像采集卡采集图像后进行了散斑噪声对比度分析。结果表明,在光纤振动幅度不变、振动频率在4Hz~55Hz内逐渐增加时,图像散斑对比度在0.0326~0.1197范围内逐渐变小;当频率大于51Hz时,图像散斑对比度曲线趋于平稳且对比度在0.0326处获得了最小值,图像清晰,达到良好的散斑控制。     

激光散斑用于非正常人眼的检查与校正

本文通过对推导毛玻璃以恒定速度的面内运动在成像系统中所产生的激光散斑的统计特性,提出激光散斑运动与近视眼和远视眼的对应关系,并给出激光散斑在视力校正中的应用。     

基于脉冲宽度调制技术的激光引信抗干扰方法

针对激光引信易受云烟雾干扰的问题,提出了一种基于脉冲宽度调制技术的激光引信抗干扰方法。计算了不同脉冲宽度条件下的云烟雾后向散射回波功率,并给出了云烟雾后向散射回波功率随发射脉冲宽度的变化规律。分析了不同云烟雾条件下使用不同发射脉冲宽度探测时所得到的回波功率比。实验结果表明,在使用不同脉冲宽度激光探测条件下,云烟雾激光后向散射功率比大于3,使用该方法可有效提升激光引信抗干扰性能。     

基于图像功率谱的激光散斑评价方法

激光散斑在相干光成像、全息术、多模光纤通信、计量等领域具有重要的应用。为了对激光散斑进行评价,提出一种在频域采用散斑图像功率谱谱宽作为激光散斑评价的方法,设计了一种基于光纤振动的功率谱散斑评价实验装置。采用0.5W,532nm激光作为光源,通过电压驱动音圈电机振动光纤对激光散斑进行控制,利用CCD图像采集卡采集图像后,分别采用散斑图像的对比度方法和功率谱方法对不同驱动电压下的散斑图像进行了分析评价。结果表明,功率谱方法具有较高的灵敏度及较宽的评价范围。     

基于相关探测技术的激光气溶胶散射信号截获

在激光散射告警器设计中,为了兼顾探测概率与虚警概率两项指标,围绕适用于激光气溶胶散射信号探测的相关探测技术开展了理论与实验研究。在对低空中1.06 m激光气溶胶散射信号的辐照度分布与时域特征进行理论分析的基础之上,根据相关处理对信噪比的改善效果与作用条件的实验研究结果,理论计算了基于相关处理的激光告警设备的探测灵敏度,并据此研制了实验装置,在外场实验中实现了激光气溶胶散射信号的离轴截获。研究结果表明:相关探测技术能够在保持低虚警的同时,进一步提高探测装置的散射信号截获能力,是一种提高散射探测概率的有效途径。     

激光显示中斑纹横向尺寸的估计

介绍了减弱散斑的很多方法,并分析了这些方法用来抑制激光显示中散斑的缺陷。通过研究分析激光电视的工作原理,得出了激光电视屏幕上散斑的形成原因。并建立了出瞳面和像面的二维坐标系统,利用统计光学方法得到了像面散斑光强横向自相关函数和规范化自相关函数的表达式,进一步推出像面散斑横向尺寸的平均大小。以红光为例,计算出斑纹横向尺寸的大小。最后分析和讨论了抑制激光显示中斑纹的方法,为以后激光电视中斑纹的消除奠定了理论基础。     

位置随机散斑相关测量方法及应用

本文提出了一种新的位置随机散斑相关测量方法.在新的方法中将数字图像分为若干个n×n像素的窗口,在每个窗口中确定一个或两个散斑点,散斑为高斯散斑.与原来的就整场取随机位置的方法相比较,制作出了散斑分布更均匀的局部位置随机的散斑图.本文还分析了基于局部随机位置点阵,利用成像透镜的低通滤波作用生成局部位置随机的散斑图的方法.文中分别模拟了局部位置随机散斑图和整场位置随机散斑图在数字散斑相关测量中的应用,将两种散斑相关测量的方法进行了比较分析.     

基于核主成分分析的二次雷达脉冲信号初始特征提取

针对二次雷达脉冲信号的特征选择与分类问题进行研究,提出了一种基于核主成分分析(KPCA)的初始特征提取方法.根据二次雷达脉冲信号的特点,首先经过数据整编、预处理,获取样本的初始特征参数;然后利用KPCA方法对特征参数进行主成分组合,以消除信号特征间的相关性和压缩特征向量的维数,最后利用聚类工具进行分类.数学分析和可视化实验结果都表明这种分析方法是有效的.试验还表明,KPCA在特征选取方面性能优于PCA.     

小波支持向量去噪

噪声对图像质量产生不利影响,降低了图像的应用价值,为了更好的消除图像中的噪声,提出一种小波支持向量去噪方法.首先采集大量的激光散斑图像,并将它们划分成为训练图像集和测试图像集,然后将训练图像集输入到小波支持向量机进行学习,将图像中信号划分为噪声和有用信息,最后采用测试图像集对小波支持向量机去噪性能进行测试与分析.实验结果表明,相比于其它激光散斑图像去噪方法,小波支持向量机可以更加有效的去除噪声,可以很好的保护图像边缘细节信息,提高了激光散斑图像的质量.     

全息散斑相关技术研究

本文把全息技术用于实现散斑场的相关,提出了全息散斑相关的设想。通过实验证明这种方法是可行的。