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医学信号处理实验报告——心脑电信号认知--第1页

电子科技大学生命科学与技术学院

标准实验报告

（实验）课程名称生物医学信号处理

2018-2019-第2学期

电子科技大学教务处制表

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学生姓名学号2016090102008

指导教师实验时间2019.4.9

一、实验室名称：

二、实验名称：随机信号多角度认知和心电、脑电信号特征的认知

三、实验学时：2

四、实验原理：

1.改进法估计功率谱

1)平均：对同一随机过程做多次周期图法，再加以平均。

2)平滑：加窗对单一功率谱估计加以平滑。

3)Welch法：对改进的周期图法求均值，广泛使用Matlab中应用。

估计的质量：均值是渐进无偏，方差是趋于零，是一致估计。

2.阈值法检测心电R波尖峰

1)对信号进行扫描，找到其中的峰值。

2)取一个阈值，阈值的设定可以很灵活。一般与最大值，平均值有关，

具体应视情况而定，通过试错获得。

3)对于所有大于阈值的峰值点作为检测到的R波尖峰。

4)由生理基础可以知道，R波间隔是相对稳定的。可以通过检测峰值

点的间隔，去除那些较高的伪迹。

3.Pan-Tompkins法检测心电R波尖峰

1)将信号分别通过给定的低通滤波器、高通滤波器

2)对滤波后的信号求一阶导数

3)对求导之后的信号进行平方运算

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4)将信号通过滑动窗口进行积分，这里选取窗口长度为30

5)应用阈值法检测经过前四步处理之后的心电信号R波尖峰

流程图如下图所示

其演示效果如下图所示

五、实验目的:

1）周期图法的改进方法，和分段平均对图像数据的影响。

2）能够利用两种方法处理心电波形并计算一些特征值。

六、实验内容：

（一）上机题3：改进周期图法估计功率谱

1、接着上机题2做，任选一种窗函数，用分段、平均的思想改进

周期图法，观察改进前后功率谱的差异；

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2、给出一段文字总结周期图法的缺点，改进法的优点。

（二）上机题4：心电R波检测和RR间隔估计

使用阈值法和Pan-Tompkins的检测方法验证信号使用数据：

ECG3.dat、ECG4.dat、ECG5.dat和ECG6.dat，采样率为200Hz(参考

文件ECGS.m)。计算每个数据的RR波间隔和心率的平均值。比较两

种方法结果的差异。

分别画出四个数据，并通过视觉直接观察法测量其参数来验证估计结

果。

七、实验器材（设备、元器件）：matlab2014b

八、实验步骤：构思，设计算法，写程序，写报告。

九、实验数据及结果分析：