生物医学信号处理饶妮妮习题与解答
第一章?生物医学信号处理概论第一章?生物医学信号处理概论
?第二章?数字信号处理基础
第二章?数字信号处理基础
?第三章?随机信号基础
第三章?随机信号基础
?第四章?数字卷积和数字相关
第四章?数字卷积和数字相关
?第五章?维纳滤波
第五章?维纳滤波
?第六章?卡尔曼滤波
第六章?卡尔曼滤波
?第七章?参数模型
第七章?参数模型
?第八章?自适应信号处理
第八章?自适应信号处理
生物医学信号处理历年试题-电子科大
生物医学信号处理试卷集 试卷一答案和评分标准： 一、假设有两个离散平稳随机过程)(),(n y n x ，m x m R 6 .0)(=，m y m R 8.0)(=，它们统计独立，求这 两个随机过程的乘积的自相关函数和功率谱密度。（14分） 解： 设z=xy ， m y x z m R m R m n y n y E m n x n x E m n y m n x n y n x E m n z n z E m R 48 .0)()()]()([)]()([)]()()()([)]()([)(==++=++=+=（6分） ∑==+∞ -∞ =-m m j m z j z e m R DTFT e P ωω48.0)]([)(（4分） =ωcos 96.02304.17696 .0-（4分） 二、设线性系统如图所示，已知n n n s ,相互独立，且ωω 2 sin )(=j s e S ， 21 )(= ωj n e S 。要求设计一 个滤波器 ωω2 sin )(c e H j =，试确定c 使得滤波后的输出n s ?与真实信号n s 的均方误差最小，即])?[(2n n s s E -最小。（14分） 解答： 设误差为n n n s ?s e -=其自相关为： )m (R )m (R )m (R )m (R )]s ?s )(s ?s [(E )e e (E )m (R s ?s s ?s ?s s m n m n n n m n n e +--=--==+++（2分） 做傅立叶变化： )()()()()(???ω ωωωωj s j s s j s s j s j e e S e S e S e S e S +--=（4分） ω ωωωωωωω4262j n j s 2j j x 2j ?sin 21 sin ])(e S )(e S [)e (H )(e S )e (H )(c c e S j s +=+== （2分） ωωωωωω4i s i i sx i ?sin )e (S )e (H )e (S )e (H )(c e S j s s === ωωωωωω4i s i i xs i s ?sin )e (S )e (H )e (S )e (H )(c e S j s ===** （2分） 2 2 14321 c c +-=ξ （3分）
第3章部分习题与解答
第三章习题 4 .针对上题中建立的四个表试用SQL语言完成第2章习题5中的查询。 答案： （1）求供应工程J1零件的供应商号码SNO； SELECT SNO FROM SPJ WHERE JNO=‘J1’； （2）求供应工程J1零件P1的供应商号码SNO； SELECT SNO FROM SPJ WHERE JNO=‘J1’AND PNO=‘P1’； （3）求供应工程J1零件为红色的供应商号码SNO； SELECT SNO /*这是嵌套查询*/ FROM SPJ WHERE JNO=‘J1’AND PNO IN /*找出红色的零件的零件号码PNO */ (SELECT PNO FROM P /*从P表中找*/ WHERE COLOR=‘红’)； 或SELECT SNO FROM SPJ，P /*这是两表连接查询*/ WHERE JNO=‘J1’/*这是复合条件连接查询*/ AND SPJ.PNO=P.PNO AND COLOR=‘红’； （4）求没有使用天津供应商生产的红色零件的工程号JNO； *解析：第一种解法是使用多重嵌套查询，第二种方法的子查询是一个多表连接。 注意：从J表入手，以包含那些尚未使用任何零件的工程号。 SELECT JNO FROM J WHERE NOT EXISTS (SELECT * FROM SPJ WHERE SPJ.JNO=J.JNO AND SNO IN /*天津供应商的SNO*/ (SELECT SNO FROM S WHERE CITY=‘天津’) AND PNO IN /*红色零件的PNO*/ (SELECT PNO FROM P WHERE COLOR=‘红’))； 或SELECT JNO FROM J WHERE NOT EXISTS (SELECT * FROM SPJ, S, P WHERE SPJ.JNO=J.JNO AND SPJ.SNO=S.SNO AND SPJ.PNO=P.PNO AND S.CITY=‘天津’AND P. COLOR=‘红’)； //注：本例中父查询和子查询均引用了Student表，可以像自身连接那样用别名将父查询中的Student表与子查询中的Student表区分开：// （5）求至少用了供应商S1所供应的全部零件的工程号JNO (类似于P113例44)。 解析：它所表达的语义为：不存在这样的零件y，供应商S1供应了y，而工程x 没有选用y。 用SQL语言表示如下：
数字信号处理在生物医学的应用
数字信号处理在生物医学领域的应用 作者：张春强 安徽农业大学工学院 车辆工程 13720482 摘要:在生物医学研究中有各种各样待提取和处理的信号，信号处理立即成为解决这些问题的有效方法之一。主要讨论数字信号处理技术中小波分析、人工神经网络、维格纳分布在生物医学工程中的应用,并对数字信号处理技术在生物医学工程中的应用前景进行了展望。 关键词:数字信号处理;小波分析;人工神经网络;维格纳分布 1 引言 自20世纪60年代以来,随着计算机和信息学科的飞速发展,大量的模拟信息被转化为数字信息来处理。于是就逐步产生了一门近代新兴学科———数字信号处理(Digital Signal Processing,简称DSP)技术。经过几十年的发展,数字信号处理技术现已形成了一门以快速傅里叶变换和数字滤波器为核心,以逻辑电路为基础,以大规模集成电路为手段,利用软硬件来实现各种模拟信号的数字处理,其中包括信号检测、信号变换、信号的调制和解调、信号的运算、信号的传输和信号的交换等各种功能作用的独立的学科体系。 而生物医学工程就是应用物理学和工程学的技术去解决生物系统中所存在的问题,特别是人类疾病的诊断、治疗和预防的科学。它包括工程学、医学和生命科学中的许多学科。本文主要讨论数字信号处理技术中小波分析、人工神经网络、维格纳分布在生物医学工程中的应用。 2 数字信号处理在生物医学工程中的应用 2.1 信号处理在DNA 序列中的应用 生物序列数据在数学上以字符串表示，每个字符对应于字母表中的一个字母。如 DNA 序列中，用 A,T,C,G 四个字母代表组成 DNA 序列的四种碱基。对数值化后的DNA 序列进行频谱分析发现基因序列蛋白质编码区存在周期 3行为，即其功率谱在1/3频率处有一谱峰。用傅利叶变换来分析基因序列的功率谱可以发现其蛋白质编码区，可以预测基因位置和真核细胞基因中独特的外显子。 1.1 DFT 求 DNA 序列功率谱 在对基因组序列进行计算分析之前，先将其转化为数值序列。设字母表Λ = {A ，C ，G ，T } ,取长度为N 的DNA 序列x[n]，对于Λ中每个不同的字母都形成一个指示器序列[]n x α(0≤n ≤N-1，α∈Λ),在序列[]n x α中的某一个位置i 有: []其他)(01i n x ααα=???=(位置i 处的碱基为α) 该指示器的DFT 变换为 [][]n jw N n DFT k e n x k X --=∑=1 0αα，)10(-≤≤N k （1） 于是可以求得DNA 序列的功率谱：
第三章习题与参考答案
第三章习题与参考答案 3-1 输水管路的直径为150㎜输水量为981kN/hr 求断面平均流 速。 （答：1.57m/s ） 3-2 矩形风道的断面为300×400㎜2，风量为2700m 3/hr ，求断面 平均流速，若出风口断面缩小为150×700㎜2，该处的平均流速多大？ （答：6.25m/s,25.0m/s ） 3-3 一圆形风道，风量为10000 m 3/hr ，最大允许流速为20 m/s ， 试设计其直径（应为50㎜的整倍数）并核算其流速. (答：450㎜，17.5 m/s) ， 各为多大才能保证两支管的质量流量相等？ （答：s m v s m v /2.22,/1832==） 3-6 在4×4㎝2的空气压缩机进口管路中，空气的密度委1.2kg/m 3, 平均流速为4m/s ，经过压缩后，在直径为2.5cm 的圆管中，以 3m/s 的平均流速排出，求出口的空气密度和质量流量。 （答：5.22kg/m 3,7.68×10-3kg/s ）
3-7 试比较1和3点流速的大小：1）在等直径立管中，2）在渐 () () () 10107 1 0203; 2; 11? ?? ?????=????????=???? ?????????????=r y u u r y u u r y u u m m m 3-9 已知圆管中的流速分布曲线为7 1 0????????=r y u u m ，求流速等于平均 流速的点离壁面的距离。 c y （答：0242） 0r 3-10 求题（3-8）中各种情况的动能修正系数α值 （答：2，1.057，1.03） 3-11 圆喷嘴在圆管中喷射流体，流速分布如图，已知， mm d 501=
第3章 习题与解答
第3章习题与解答 3－1 在以下两种情况下，画出题3－1图所示电路的图，并说明其节点数和支路数各为多少？KCL、KVL独立方程数各为多少？ （1）每个元件作为一条支路处理； （2）电压源（独立或受控）和电阻的串联组合，电流源和电阻的并联组合作为一条支路处理。 (a) (b) 题3－1图 解：图（a） （1）如图所示：支路数b=11，节点数n=6 b-n+1=6 KCL独立方程数为n-1=5、KVL独立方程数为 （2）如图所示：支路数b=8，节点数n=4 KCL独立方程数为n-1=3、KVL独立方程数为 b-n+1=5
图（b） （1）如图所示：支路数=12，节点数=7 KCL独立方程数为n-1=6、KVL独立方程数为 b-n+1=6 （2）如图所示：支路数=9，节点数=5 KCL独立方程数为n-1=4、KVL独立方程数为 b-n+1=5 3－2 试画出题3－2图所示四点全图的全部树。 ① 题3－2图 解：
3－3 如题3－3图所示的有向图，在以下两种情况下列出独立的KVL方程。 （1）任选一树并确定其基本回路组作为独立回路； （2）选网孔作为独立回路。 ③ 1 8 题3－3图 解：以2、3、5、6支路为树，1、4、7、8支路为连支。这样选网孔正好是基本回路，所以，（1）、（2）两个问题可合并。KVL如下： 2540 u u u +-= 5860 u u u +-= 3760 u u u +-= 1230 u u u ++=
3－4 题3－4图所示电路中，12310,4,R R R ==Ω=Ω458,R R ==Ω62,R =Ω 310,S u V =610,S i A =试列出支路法、支路电流法及支路电压法所需的方程。 i 题3－4图 解：电路的图为 3 设每个回路都为顺时针方向。 列支路法方程如下： 节点① 1260i i i ++= 节点② 2340i i i --= 节点③ 4560i i i -+= 回路1l 2310u u u +-= 回路2l 4530u u u +-= 回路3l 6420u u u +-= 支路特性方程： 111u R i =
材基第三章习题及答案
第三章 作业与习题的解答 一、作业： 2、纯铁的空位形成能为105 kJ/mol 。将纯铁加热到850℃后激冷至室温（20℃），假设高温下的空位能全部保留，试求过饱和空位浓度与室温平衡空位浓度的比值。(e 31.8=6.8X1013） 6、如图2-56，某晶体的滑移面上有一柏氏矢量为b 的位错环，并受到一均匀切应力τ。 （1）分析该位错环各段位错的结构类型。 （2）求各段位错线所受的力的大小及方向。 （3）在τ的作用下，该位错环将如何运动？ （4）在τ的作用下，若使此位错环在晶体中稳定 不动，其最小半径应为多大？ 解： （2）位错线受力方向如图，位于位错线所在平面，且于位错垂 直。 （3）右手法则（P95）：（注意：大拇指向下，P90图3.8中位错 环ABCD 的箭头应是向内，即是位错环压缩）向外扩展（环扩大）。 如果上下分切应力方向转动180度，则位错环压缩。 (4) P103-104： 2sin 2d ?τd T s b = θRd s =d ； 2/sin 2 θ?d d = ∴ τ ττkGb b kGb b T R ===2 注：k 取0.5时，为P104中式3.19得出的结果。 7、在面心立方晶体中，把两个平行且同号的单位螺型位错从相距100nm 推进到3nm 时需要用多少功（已知晶体点阵常数a=0.3nm,G=7﹡1010Pa ）？ (31002100 32ln 22ππGb dr w r Gb ==?； 1.8X10-9J ） 8、在简单立方晶体的（100）面上有一个b=a[001]的螺位错。如果
它(a)被（001）面上b=a[010]的刃位错交割。(b)被（001）面上b=a[100]的螺位错交割，试问在这两种情形下每个位错上会形成割阶还是弯折？ （（a ）：见P98图3.21， NN ′在（100）面内，为扭折，刃型位错；(b)图3.22，NN ′垂直（100）面，为割阶，刃型位错） 9、一个 ]101[2- =a b 的螺位错在（111）面上运动。若在运动过程中遇 到障碍物而发生交滑移，请指出交滑移系统。 对FCC 结构：（1 1 -1）或写为（-1 -1 1） 10、面心立方晶体中，在（111）面上的单位位错]101[2-=a b ，在（111） 面上分解为两个肖克莱不全位错，请写出该位错反应，并证明所形成的扩展位错的宽度由下式给出： γπ242 b G d s ≈ 应为 γπ242a G d s ≈ （G 为切变模量，γ为层错能） （P116式3.33，两个矢量相乘的积=|b1|˙|b2|˙cos(两矢量夹角) 11、在面心立方晶体中，（111）晶面和）（- 111晶面上分别形成一个扩展位错： （111）晶面：]211[6]112[6]110[2----+→a a a =A+B )111(- 晶面：]211[6]211[6]011[2a a a +→-=C+D 两个扩展位错在各自晶面上滑动时，其领先位错相遇发生位错反应，求出新位错的柏氏矢量；用图解说明上述位错反应过程；分析新位错的组
生物医学传感器习题
(这)使(不)用(就是)说(重)明(点) 1.书本使用《医用传感器》第2版,陈安宁主编。供生物医学工程、影像学等相关专业使用 2.有些题目找的答案与标准答案或有出入,有些题目LZ也没有找到答案,各位您见谅！ 3.全文“LZ”代表“录主”,不就是“楼主”,也不就是“劳资”或者“老子”。 4.“【PS:xxxxxxxxxxxx】”:可能为重要备注也可能就是LZ瞎BB,请视具体情况取舍。 5.“*************我就是分割线*****************”:分割线之前为网络各家资料,分割线之后为亲爱的老师给的“给力”的重点。 6.本文有些地方有照片或者有截图,如果不清楚,请您凑合着瞧吧！目前照片里的字代表了LZ的最高水平,也请您凑合着瞧吧！排版水平差,也请您凑合着瞧吧！ 7.第1-9章,参考网上部分资料,老师PPT,与学神(我希望就是,毕竟不认识,瞎买的书)的复习资料,所以有些照片就是她的杰作。第10章、第11章为另一个亲爱的老师给的题目,没给“重点”至于考不考就是另外一回事。总之,谢谢她们,我只就是个欢乐的复习资料搬运工。 8.再次谢谢她们！！！也谢谢您的观瞧,预祝过过过,都考90分。但就是,您也知道这难度有点大,所以,加油！！！！！
第一章绪论 1、医用传感器的定义、组成及在医用测量系统中的作用？ 定义:能感受或响应规定的测量并按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置。 生物医学传感器:能将各种被观测的生物医学中的非电量转换为易观测的电学量的一类特殊的电子器件。 医用测量系统中传感器的作用:提供信息、监护、生化检验、自动控制、参与治疗 2.传感器定义中“有用信号”的含义就是什么？为什么通常传感器输出信号形式为电信号？ 反映生命的信息绝大多数属于非电量,其放大与处理就是十分困难的。而医学传感器把生物信号换成电信号,经放大器及预处理器进行信号放大与预处理,然后经A/D 转换器进行采样,将模拟信号转变为数字信号,输入计算机,然后通过各种数字信 号处理算法进行信号分析处理,得到有意义的结果。 3、何谓物理型、化学型、生物型传感器？ 医用传感器按其敏感的工作原理,可以分为物理型、化学型与生物型三大类。 物理传感器就是利用物理性质与物理效应制成的传感器; 化学传感器就是利用化学性质与化学效应制成的传感器; 生物传感器就是利用生物活性物质作为分子识别系统的传感器。 4、何谓直接型、间接型、物性型与结构型传感器？ 5、试分析比较医用传感器主要分类方法有何优缺点。
1生物医学信号概述
第一章生物医学信号概述 第一节学习生物医学信号处理的理由生物医学工程是一个应用性的研究领域，生物医学信号处理自然应该成为该专业的主干课程之一，使学生掌握处理信号和系统的方法。 信号处理的含义比纯粹的数学运算更深更广。生物医学信号处理以严谨的组织行为方式为分析和概念化物理行为提供了一个基础框架，不管这种行为是一个电子控制系统的输出还是一次种植与周围组织的反应。 对信号/系统进行计算能够获得较精确的分析结果，但对分析过程的理解（定性的）也十分重要。例如，一名学生建议用小波来检测心电图信号中的异常，则他/她必须理解小波变换的数学概念。另一名具有神经生理学兴趣的学生希望研究全身振动对视觉功能的影响，则他/她需要理解共振的概念（即使他/她已经忘记了量化这种现象的二阶差分方程）。类似地，一名要研究心率的神经中枢控制的学生，不管他/她用哪种方法来描述心率，都需要理解记忆或相关的概念以及在能量记录中瞬时变化的原因。简言之，作为一名生物医学工程师应该掌握信号处理的定性描述并具备应用定量分析方法解决生物医学问题的技能。通过学习《生物医学信号处理》课程，学生可以达到上述要求。 更具体地说，生物医学信号处理将教给学生两种主要技能：（1）为了提取原始的生物医学信息，获取和处理生物医学信号的技能；（2）解释处理结果性质的技能。为此，《生物医学信号处理》课程应该包含以下四个重要内容： （1）测量生物医学信号，即量化和校正测量仪器对待测信号的影响。 （2）操作（即滤波）生物医学信号，即识别和分离信号中的有用成份和无用成份。 （3）定量描述生物医学信号，即揭示产生生物医学信号的本质，根据第二步得出的结果预测信号未来的行为。 （4）探测生物医学信号源，即描述一个生物医学物理系统的输入与输出信号之间内在联系。 大多数信号处理教材都很强调计算和算法。对于生物医学工程专业的学生来说，如果在生物医学信号处理课程中仍选用大量信号处理的内容，则可能是熟悉知识的枯糙重复。本教材的宗旨是通过许多具体生物医学信号处理实例，将真实世界与理论研究联系起来，并指导学生如何应用一项理论去解决一个具体的生物医学问题。 第二节信号及其类型 信息是一个过程产生的能量的测量，而信号则是信息的一种表达形式。来自于真实世界的信号各不相同，但大致可分为四种类型：（1）确定性信号；（2）随机信号；（3）分形信号；（4）混沌信号，如图1-1（a）、（b）、（c）和（d）分别是四种类型信号的一个例子。 确定性信号在教材中常作为例子给出，是学生最熟悉的一类信号，但这类信号在真实世界中则较少出现。所谓确定性信号是指在已知足够过去值的条件下，能够准确预测该信号未来值的一类信号。例如，正弦波信号A Sinωt。换句话说，只要能够用数学封闭表达式来表达的一类信号就是确定的信号。 既使信号的全部过去值已知，也不能准确预测其未来值的一类信号称为随机信号。随机信号
第三章 习题参考答案与提示
第三章习题参考答案与提示 第三章随机变量的数字特征习题参考答案与提示1．设随机变量X的概率分布为X －3 0 1 5 p 试求EX。 答案与提示：2EX=。 2．已知随机变量X的分布列为 X 0 1 2 3 k P p 求：（1）常数p ；（2）数学期望EX；（3）方差。DX 答案与提示：（1）由归一性，=p； （2）； = （3） = 3．已知随机变量X的分布列为 X 0 1 2 pp 求：（1）数学期望；（2）方差。2)1(?XE2)1(?XD 答案与提示：由归一性，=p； （1）； (1)?= 8 （2） (1)?= 4．已知连续型随机变量X的概率分布为???<<=其它,080,8/1)(xxf 求X的数学期望。 答案与提示：4EX= 5．设随机变量X服从拉普拉斯分布，其分布密度为αβα21)(=exf，0>α（+∞<<∞?x）。 求X的数学期望。
答案与提示：该题要求熟练掌握计算连续型随机变量的数学期望的公式。EXβ=。—1— 第三章习题参考答案与提示 6．设随机变量X的概率密度为 ?????≤
第3章思考题和习题解答讲解
第3章短路电流计算 3-1 什么叫短路？短路的类型有哪些？造成短路的原因是什么？短路有什么危害？ 答：短路是不同相之间，相对中线或地线之间的直接金属性连接或经小阻抗连接。 短路种类有三相短路，两相短路，单相短路和两相接地短路。 短路的原因主要有设备绝缘自然老化，操作过电压，大气过电压，污秽和绝缘受到机械损伤等。 短路的危害有： 1 短路产生很大的热量，导体温度身高，将绝缘损坏。 2 短路产生巨大的电动力，使电气设备受到变形或机械损坏。 3 短路使系统电压严重降低，电器设备正常工作受到破坏。 4 短路造成停电，给国家经济带来损失，给人民生活带累不便。 5严重的短路将影响电力系统运行的稳定性，使并联运行的同步发电机失去同步，严重的可能造成系统解列，甚至崩溃。 6 不对称短路产生的不平横磁场，对附近的通信线路和弱电设备产生严重的电磁干扰，影响其正常工作。 3-2 什么叫无限大功率电源供电系统？它有什么特征？为什么供配电系统短路时，可将电源看做无限大功率电源供电系统？ 答：所谓“无限大容功率电源”是指端电压保持恒定、没有内部阻抗和功率无限大的电源，它是一种理想电源，即相当于一个恒压源。 无限大功率电源供电系统的特征是：系统的容量无限大、系统阻抗为零和系统的端电压在短路过程中维持不变。实际上并不存在真正的无限大功率电源，任何一个电力系统的每台发电机都有一个确定的功率，即有限功率，并有一定的内部阻抗。 当供配电系统容量较电力系统容量小得多，电力系统阻抗不超过短路回路总阻抗的5%~10%，或短路点离电源的电气距离足够远，发生短路时电力系统母线降低很小，此时可将电源看做无限大功率电源供电系统，从而使短路电流计算大为简化。 3-3无限大功率电源供电系统三相短路时，短路电流如何变化？ 答：三相短路后，无源回路中的电流由原来的数值衰减到零；有源回路由于回路阻抗减小，电流增大，但由于回路内存在电感，电流不能发生突变，从而产生一个非周期分量电流，非周期分量电流也不断衰减，最终达到稳态短路电流。短路电流周期分量按正弦规律变化，而非周期分量是按指数规律衰减，最终为零，又称自由分量。 3-4 产生最严重三相短路电流的条件是什么？ 答：产生最严重三相短路电流的条件有三个： （1）短路前电路空载或cosΦ=1； （2）短路瞬间电压过零，t=0时α=0度或180度； ?=90度。 （3）短路回路纯电感，即 k 3-5 什么是次暂态短路电流? 什么是冲击短路电流? 什么是稳态短路电流? 它们与短路电流周期分量有效值有什么关系? 答：次暂态短路电流是短路电流周期分量在短路后第一个周期的有效值.
生物医学信号处理期末重点
一、生物医学信号处理绪论 生物医学信号处理的对象：由生理过程自发产生的；把人体作为通道，外界施加于人体产生的电生理信号和非电生理信号。 生物信号的主要特点：复杂性，随机性强，噪声干扰强，非平稳性等 二、数字信号处理基础 傅立叶变换的意义：把一个无论多复杂的输入信号分解成复指数信号的线性组合，那么系统的输出也能通过图2.1的关系表达成相同复指数信号的线性组合，并且在输出中的每一个频率的复指数函数上乘以系统在那个频率的频率响应值。使得分析、处理信号变得简单。 数字滤波器的设计：IIR滤波器的设计：利用传统的模拟滤波器设计方法。 切比雪夫低通滤波器： %低通滤波器设计0~35Hz wp=35;ws=45; %WP通带截止频率，WS阻带截止频率 Rp=1;Rs=71; %Rp通带内的最大衰减,Rs阻带内的最小衰减 fs=1000; %采样频率 [N,wn]=cheb1ord(wp/(fs/2),ws/(fs/2),Rp,Rs); [B,A]=cheby1(N,Rp,wn); freqz(B,A,[],fs) %幅频特性 FIR滤波器设计：多采用窗函数和频率取样设计法。椭圆带通滤波器 [b_alpha,a_alpha] = ellip(5,1,40,[8 13]*2/500); freqz(b_alpha,a_alpha,[],500) 例题2-11选择合适的窗设计FIR低通滤波器，画出滤波器的单位脉冲响应和该滤波器的幅度响应： 解： wp = 0.2*pi; ws = 0.3*pi; %给出通带频率和阻带频率 tr_width = ws-wp; %求过渡带宽度 %，hamming window即可满足该条件，查表求得窗长度 M = ceil(6.6*pi/tr_width) ; n=[0:1:M-1]; wc = (ws+wp)/2; %求截止频率 b= fir1(M,wc/pi); %求FIR低通滤波器的系数，默认就是hamming window h=b(1:end-1); [hh,w] = freqz(h,[1],'whole'); %求滤波器的频率响应 hhh=hh(1:255);ww=w(1:255); %由于对称性，画一半图即可 % 画图 subplot(1,2,1); stem(n,h);title('实际脉冲响应') axis([0 M-1 -0.1 0.3]); xlabel('n'); ylabel('h(n)') subplot(1,2,2); plot(ww/pi,20*log10(abs(hhh)));title('幅度响应（单位：dB）');grid axis([0 1 -100 10]); xlabel('频率（单位：pi）'); ylabel('分贝') set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,0.2,0.3,1]) set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[-50,0]) 例2-12】最常碰到的信号处理任务是平滑数据以抑制高频噪声。求几个数据点的平均值是减弱高频噪声的一种简单方法，这种滤波器被称为平滑滤波器或中值滤波器。 Y = MEDFILT1(X,N)， 如果没有给出N的值，则默认N=3；
生物医学信号处理的方法
生物医学信号处理的方法 生物医学仪器包括了诊断仪器和治疗仪器两大类。在诊断仪器中要寻找对诊断有意义的具有某种特征的信号或信号的某种特征量。在治疗仪器中同样需要确定特征信号的存在或信号特征量的大小去控制治疗部分的工作。一般说来，信号并不能直接提供这些信息，它们需要应用信号处理方法去提取。例如，临床的常规脑电图检查可为脑损伤、脑血栓、内分泌疾病等的诊断、预防和治疗提供信息。另外脑电图也常用来作睡眠、麻醉深度的监护。但是白发脑电图的时域波形很不规则。不但它的节律随精神状态变化而改变，而且在基本节律的背景下还会不时地发生一些瞬态变化。传统的分析方法是用领域分析方法，用它的基本节律作为脑电图的基本特征量。 从信号中提取特征量的常用方法有谱分析、波形分析、建立模型等多种。有了特征量，就要根据它们进行诊断。诊断就是分类。现用的模式分类方法有统计模式识别、句法分析、模糊模式识别等。上述这些内容正是信号处理学科的主要研究对象，实际上这些方法现在也并不成熟。对于生物医学信号中大量存在的非线性、非平稳、多变量等问题的分析还很初步，还需深入地研究和探讨。 由于干扰的影响，生物医学信号往往埋藏在噪声中，因此造成信息丢失或产生虚假信息，所以通常在进行生物医学信号处理以前，要对信号施加某种处理来降低噪声、增强信息。例如，在研究大脑感觉机制，提取诱发响应时，常常采用重复刺激方法和相干平均技术来克服自发脑电活动，增强有用信息。污染信号的噪声可以是加性的(即观测等于信号的噪声之和)、相乘性的(即观测等于信号与噪声的积)；也可能有用的信息仅与信号的一部分有关，而与有用信息非相关部分也被看成噪声。总之，噪声的性质是多种多样的。数字滤波器是增强信息、抑制噪声的常用方法，然而它对于频带重叠的信号与噪声无能为力。因此消噪问题是生物医学信号处理研究的又一个重要内容。 目前生物医学信号处理中应用的抑制噪声和信号增强技术，常需要信号与噪声统计特性的先验知识，先验知识越完整，增强信号的效果越显著。然而得到这些先验知识常常又是困难的，这种要求限制了诸如维纳滤波、卡尔曼滤波等技术的应用。自适应方法可以自动调节参数来适应信号统计特性而不依赖先验知识，因而引起了广泛的注意。 在某种情况下，需要将信号从一个地点传送到另一个地点。有不少突发性疾病对患者威胁极大，例如，猝死和呼吸障碍，为了及时抢救，在患者家里安装监护系统，监护系统采集的信息经电话电路传到监护中心，使患者处于医护人员的监护之下。为了保证传输效率，或为了方便地保存、记录患者病历，需要尽量减
信号与系统课后习题与解答第三章
3-1 求图3-1所示对称周期矩形信号的傅利叶级数（三角形式和指数形式）。 图3-1 解 由图3-1可知，)(t f 为奇函数，因而00==a a n 20112011201)cos(2)sin(242,)sin()(4T T T n t n T n E dt t n E T T dt t n t f T b ωωωπωω-====?? 所以，三角形式的傅利叶级数（FS ）为 T t t t E t f πωωωωπ2,)5sin(51)3sin(31)sin(2)(1111=?? ????+++= 指数形式的傅利叶级数（FS ）的系数为?????±±=-±±==-= ,3,1,0,,4,2,0,021n n jE n jb F n n π 所以，指数形式的傅利叶级数为 T e jE e jE e jE e jE t f t j t j t j t j πωππππωωωω2,33)(11111=++-+-=-- 3-2 周期矩形信号如图3-2所示。若： 图3-22T -2-
重复频率kHz f 5= 脉宽 s μτ20= 幅度 V E 10= 求直流分量大小以及基波、二次和三次谐波的有效值。 解 对于图3-2所示的周期矩形信号，其指数形式的傅利叶级数（FS ）的系数 ??? ??=??? ??====??--22 sin 12,)(1112212211τωττωππωττωωn Sa T E n n E dt Ee T T dt e t f T F t jn T T t jn n 则的指数形式的傅利叶级数（FS ）为 ∑∑∞-∞=∞-∞=??? ??== n t jn n t jn n e n Sa T E e F t f 112 )(1ωωτ ωτ 其直流分量为T E n Sa T E F n ττωτ=?? ? ??=→2lim 100 基波分量的幅度为??? ? ??=+-2sin 2111τωπE F F 二次谐波分量的幅度为??? ???=+-22sin 122τωπE F F 三次谐波分量的幅度为??? ? ??= +-23sin 32133τωπE F F 由所给参数kHz f 5=可得 s T s rad 441102,/10-?==πω 将各参数的值代入，可得 直流分量大小为V 11021020104 6 =???-- 基波的有效值为() )(39.118sin 210101010sin 210264V ≈=???- πππ 二次谐波分量的有效值为() )(32.136sin 251010102sin 21064V ≈=???- πππ
生物医学信号处理
1、生物医学简述 1、1生物医学信号概述 生物医学信号就是人体生命信息得体现,就是了解探索生命现象得一个途径。因此,深入进行生物医学信号检测与处理理论与方法得研究对于认识生命运动得规律、探索疾病预防与治疗得新方法以及发展医疗仪器这一高新技术产业都具有极其重要得意义。国内外对于生物医学信号检测处理理论与方法得研究都给予极大得重视。人体给出得信号非常丰富,每一种信号都携带着对应得一个或几个器官得生理病理信息。由于人体结构得复杂性,因此可以从人体得不同得“层次”得到各类信号,如器官得层次、系统得层次以及细胞得层次,这些信号大致分为电生理信号、非电生理信号、人体生理信号、生化信号、生物信息以及医学图像[1]。 1、2生物医学信号得特点 生物医学信号属于强噪声背景下得低频微弱信号,它就是由复杂得生命体发出得不稳定得自然信号,从信号本身特征、检测方式到处理技术,都不同于一般得信号。 ⑴信号弱,如心电信号在mV级,脑电信号在μV级,而诱发电位信号得幅度更小。 ⑵噪声强,人体就是电得导体,易感应出工频噪声;其次就是信号记录时受试者移动所产生得肌电噪声,由此引起电极移动所产生得信号基线漂移。另外,凡就是记录中所含有得不需要成分都就是噪声,如记录胎儿心电时混入得母亲得心电。 ⑶随机性强且一般就是非平稳信号,由于生物医学信号要受到生理与心理得影响,因此属于随机信号。 ⑷非线性,非线性信号源于非线性系统得输出,人体体表采集到得电生理信号都就是细胞膜电位通过人体系统后在体表叠加得结果,因此这些信号严格地说都就是非线性信号,但目前都就是把她们当作线性信号来处理[2]。 2、生物医学信号得检测 生物医学信号检测就是对生物体中包含地生命现象、状态、性质与成分等信
第3章 问题及习题参考答案
Cl 2HCl Cl H ++CH 4Cl CH 3Cl H +++Cl +CH 4CH 3HCl +Cl +CH 3Cl CH 3Cl 2第3章 思考题及习题参考答案 思考题3-1用纽曼投影式画出下列化合物的对位交叉和全重叠式构象。 1. 解： 1-氯-2-溴乙烷； 2. 解：3-羟基丙酸。 对位交叉式； 全重叠式 对位交叉式； 全重叠式 。 思考题3-2利用键能数据的计算，判断下列A 和B 两种甲烷氯代的反应历程，哪个较合理？ A. B. 解：从图3-7可以看出链传递的第一步反应是反应的速度决定步骤。根据键能分别计算两个历程的此步反应 的焓变： 历程A. ?H = 434.7 一 351.1 = 83.6 kJ ·mol -1，活化能 > 83.6 kJ ·mol -1 历程B. ?H = 434.7 一 430.5 = 4.2 kJ ·mol -1，活化能为16.7 kJ·mol -1 答：历程A 的速度决定步骤的活化能必须大于83.6 kJ · mol -1，而历程B 的活化能为16.7 kJ·mol -1，因此，历程 B 较为合理。 习题 3.1. 在标准状况下37.0g 由甲烷与另一种烷烃两种气态烷烃组成的混合物完全燃烧消耗 4.25 molO 2，计算两种可 能的混合物的摩尔组成。 解：设气态烷烃混合物的组成为CnHm ，完全燃烧的反应方程式为： ++CnHm O 2CO 2H 2O n +m 4 n m 2 (12n + m)g 4m +n mol 37.0g 4.25 mol 4m +n 4.25×(12n + m) ＝ 37.0× 4.25m － (37.0/4)m = 37.0n － 4.25×12n m = 4.25×12 － 37.0 37.0/4 － 4.25n m = 2.8n m/n = 2.8 气体烷烃中：甲烷CH 4的m/n = 4 > 2.8，乙烷C 2H 6的m/n = 3 > 2.8； 丙烷C 3H 8的m/n = 2.7 < 2.8，丁烷C 4H 10的m/n = 2.5 < 2.8。 要使气态烷烃混合物的组成的m/n = 2.8，混合物中必须各有甲烷和乙烷、丙烷和丁烷两组中的一个化合物。即，甲烷与另一种烷烃两种气态烷烃组成的混合物只可能是甲烷和丙烷；甲烷和丁烷组成的混合物。 第一种组合甲烷和丙烷。设丙烷C 3H 8的摩尔含量为x ，则，CH 4的摩尔含量为(1－x )， [8x +4(1－x )]/[3x +(1－x )] = 2.8 x = 75.0 % 即，75.0％的丙烷和25％的甲烷组成。 第二种组合甲烷和丁烷。设丁烷C 4H 10的摩尔含量为x ，则，CH 4的摩尔含量为(1－x )， [10x +4(1－x )]/[4x +(1－x )] = 2.8 x = 66.7% 即，66.7％的丁烷和33.3％的甲烷组成。
医学信息检索练习题
在下载或套录检索结果时，应注意下列哪些问题。 收藏 A. 选择套录参数 B. 选择计算机 C. 选择数据库 D. 选择保存格式 E. 选择目标位置 回答错误!正确答案： A D E 利用《中文科技资料目录》(医药卫生)查找有关“腓骨骨折的护理”方面的文献，该课题的主题词和副主题词分别是（）。 收藏 A. 腓骨 B. 骨折护理 C. 护理 D. 骨折 E. 腓骨骨折 回答错误!正确答案： C E 下列哪一种文献属于零次文献：（） 收藏 A. 综述 B. 专著 C. 期刊论文 D. 手稿 E. 书稿 回答错误!正确答案： D E 文献检索工具中的目录主要分为哪几种：（）
A. 分类目录 B. 书名目录 C. 主题目录 D. 著者目录 E. 索引目录 回答错误!正确答案： A B C D 在《中文科技资料目录》（医药卫生）中查得一文献线索为“0004753皮肤粘膜淋巴结综合征患儿的护理／周调媛（江苏无锡市第二人民医院）//中华护理杂志—1999，（4），211～213”下列选项中对此文献线索的解释正确的是：（）收藏 A. 作者有多人，周调媛是第一作者 B. 该篇文章发表在2000年的中华护理杂志上 C. 作者周调媛来自于江苏无锡市第二人民医院 D. 该篇文章所在杂志的期次为第4期 E. 该篇文章所在的页码为211，212和213页 回答错误!正确答案： A C D E 选题过程中查阅文献的目的是：（） 收藏 A. 启发研究思路 B. 避免完全重复他人的工作 C. 为收集资料做准备 D. 充实研究方法 E. 阅读相关理论 回答错误!正确答案： A B D E 在机检中,缩小检索范围的检索方式是：
信号与系统在生物医学中的应用
信号与系统论文 题目：信号与系统在生物医学中的应用 学号：121417010133 班级：生医121班 姓名：张小鲜
信号与系统在生物医学中的应用 摘要 随着计算机技术和现代信息技术的飞速发展，信号与系统在实际生活中的应用越来越广泛，本文在信号与系统中占有重要分量的数字信号处理技术为例，讨论其在生物医学中的应用，从而阐述信号与系统在生物医学中的应用。数字信号处理（Digital Signal Processing DSP)是利用计算机或专用处理芯片，以数值计算的方法对信号进行采集、分析、变换和识别等加工处理，从而达到提取信息和便于应用的目的。 数字信号处理技术一诞生就显示了强大的生命力，展现了极为广阔的应用前景。接下来主要讨论数字信号处理技术中小波分析、人工神经网络、维格纳分布在生物医学工程中的应用，并对数字信号处理技术在生物医学工程中的应用前景进行了展望。 关键词：生物医学；信号与系统；数字信号处理；小波分析；人工神经网络；维格纳分布 1 引言 自20世纪60年代以来，随着计算机和信息学科学的飞速发展，大量的模拟信息被转化为数字信息来处理。于是就逐步产生了一门近代新兴学科———数字信号处理(DigitalSignalProcessing，简称DSP)技术。经过几十年的发展，数字信号处理技术现已形成了一门以快速傅里叶变换和数字滤波器为核心，以逻辑电路为基础，以大规模集成电路为手段，利用软硬件来实现各种模拟信号的数字处理，其中包括信号检测、信号变换、信号的调制和解调、信号的运算、信号的传输和信号的交换等各种功能作用的独立的学科体系。而生物医学工程就是应用物理学和工程学的技术去解决生物系统中所存在的问题，特别是人类疾病的诊断、治疗和预防的科学。它包括工程学、医学和生命科学中的许多学科。本文主要讨论数字信号处理技术中小波分析、人工神经网络、维格纳分布在生物医学工程中的应用。 1.1生物医学信号特性
第三章+练习题及答案
第三章练习题及答案 1.在单道环境下，某批处理有四道作业，已知它们进入系统的时刻、估计运行时间如下： 设系统每次只选择一个作业进入主机，分别给出在FCFS,SJF,HRN算法中这组作业的运行顺序、平均周转时间和平均带权周转时间。 2.为什么说多级反馈队列能较好地满足各种用户的需要? 3.有一个多道程序系统，有用户空间100KB，并规定作业相应程序装入内存连续区域，并 不能被移动，作业调度和进程调度均采用FCFS算法。现有一批作业，已知条件如下： 假定所有作业都是计算型作业并且忽略系统调度所化的时间。计算各作业被选中装入内存的时间、开始执行的时间、结束执行的时间、周转时间和带权周转时间。 4.上例中，其他假设条件不变，仅把作业的调度算法改为按SF算法，进程仍采用FCFS算法。 5.作业调度的性能评价标准有哪些？这些性能评价在任何情况下都能反映调度策略的优 劣吗？ 6.什么叫无限期封锁（indefinite blocking）?它在什么情况下出现？ 7.作业调度算法选择作业的原则，可以是保证系统的吞吐量大、可以是对用户公平合理、 可以是充分发挥系统资源的利用率。请分别指出先来先服务、最短作业优先、I/O量大与CPU量大的作业搭配３种调度算法，体现了那种选择作业的原则？ 8.假定待处理的三个作业的到达时间和运行时间如下，若采用调度算法①、②、③，这些 作业的平均周转时间是多少？ ②SJF； ③考虑一下如何改善SJF的性能，并计算新方法的平均周转时间？
9.假定要在一台处理机上执行下列作业： ⑴给出Gantt图来说明分别使用FCFS，RR(时间片=1)，SJF以及非抢占优先调度算法时 这些作业的执行情况；（注：Gantt 图是描述进程/作业执行情况的一种直观形式，它展示了作业/进程执行过程中瞬时段或时间片的变化分布情况。） ⑵针对上述每一调度算法，给出每个作业的周转时间； ⑶就上述每一调度算法，求出每个作业相应的等待时间； 10.设有5个就绪进程，它们的本次CPU周期的长度、初始优先数及进入就绪队列的相对时刻 如下所示： 规定：小的优先数表示高的优先级。画出下列两种情况的Gantt图，计算它们的平均等待时间、平均周转时间和平均带权周转时间。 ⑴非剥夺的静态设置方式； ⑵剥夺式的动态设置方式，不妨设现行进程每连续执行12ms后，其优先数加1（即优 先级降低），而就绪进程每40ms后，其优先数减1。 11.有3道作业构成如下，它们在一个系统中运行，该系统有输入/输出设备各一台。 A进程：输入32s，计算8s，输出5s B进程：输入21s，计算14s，输出35s C进程：输入12s，计算32s，输出15s 问⑴3道程序顺序执行时最短需要多少时间？ ⑵为了充分发挥各设备效能，3道程序并发执行最短需要多少时间？（不计系统开销时 间） 12.在一个实时系统中，有两个周期性实时任务A和B，任务A要求每 40 ms执行一次，执行 时间为 20 ms；任务B要求每100ms执行一次，执行时间为 50 ms。请参考课堂相关知识画出在200ms时间内，任务A和B调度情况示意图。并标出任务A和B每一次执行的时间。 习题解答： 1.解：下面我们用一张表帮助理解