解一個(gè)反卷積問(wèn)題得到系統(tǒng)輸入，它最大限度地減小了系統(tǒng)本身帶來(lái)的信號(hào)失真。
[0027] 有益效果。
[0028] 本申請(qǐng)?zhí)岢龅囊环N減小生物電采集波形失真的方法，是一種軟件補(bǔ)償?shù)姆椒?，?同于取消模擬高通濾波器的方法和減小模擬高通濾波器截止頻率及階數(shù)的方法，因此，具 有新穎性；它允許使用模擬高通濾波器，允許使用階數(shù)較高及截止頻率較高的模擬高通濾 波器，在保證采集系統(tǒng)具有高的抗極化電壓能力、高的共模抑制比和小的系統(tǒng)底噪的同時(shí)， 又能有效減小生物電采集波形的失真。
[0029] 對(duì)本申請(qǐng)?zhí)岢龅臏p小生物電采集波形失真的方法進(jìn)行仿真，驗(yàn)證其減小波形失真 的效果。首先，仿真一路體表生物電信號(hào)，波形如圖2所示。然后，讓該信號(hào)分別經(jīng)過(guò)以 0.IHz為截止頻率的1階巴特沃斯高通濾波和以0. 8Hz為截止頻率的4階巴特沃斯高通濾 波，得到濾波后的波形分別如圖3和圖4所示。經(jīng)過(guò)計(jì)算可以得到圖3和圖4所示經(jīng)過(guò)高 通濾波后的波形與圖2所示仿真體表生物電信號(hào)的相似度分別為0. 998和0. 475。最后利 用本申請(qǐng)?zhí)岢龅臏p小生物電采集波形失真的方法對(duì)圖4波形進(jìn)行補(bǔ)償?shù)玫窖a(bǔ)償后的波形， 如圖5所示。計(jì)算得到圖5所示經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后的波形與圖2所示仿真體表生物電信號(hào)的相似 度為1. 000,可以看出本申請(qǐng)?zhí)岢龅姆椒軌蛴行p小生物電采集波形的失真。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 圖1，本發(fā)明一種減小生物電采集波形失真的方法邏輯框圖。
[0031] 圖2, 一仿真的體表生物電信號(hào)。
[0032] 圖3,仿真體表信號(hào)經(jīng)過(guò)以0.IHz為截止頻率的1階巴特沃斯高通濾波后的波形。
[0033] 圖4,仿真體表信號(hào)經(jīng)過(guò)以0.8Hz為截止頻率的4階巴特沃斯高通濾波后的波形。
[0034] 圖5,圖4所示波形經(jīng)過(guò)本方案軟件補(bǔ)償后的波形。
【具體實(shí)施方式】 [0035] （實(shí)施例）
[0036] 第一步驟：獲取系統(tǒng)函數(shù)和采集波形。
[0037] 設(shè)計(jì)的是一個(gè)4階巴特沃斯高通濾波器作為生物電信號(hào)采集中的放大調(diào)理環(huán)節(jié)， 截止頻率f。= 0. 8Hz，傳遞函數(shù)為：
[0039]其中：Oc= 2*Ji*fc= 5.027。
[0040] 仿真的一路體表生物電信號(hào)序列，如圖2所示，采樣率為fs= 500Hz，采樣長(zhǎng)度為 20s，計(jì)算獲得此仿真體表生物電信號(hào)經(jīng)過(guò)上述高通濾波器放大調(diào)理后的生物電波形序列y(n)，如圖4所示。
[0041] 第二步驟：求解一個(gè)反卷積問(wèn)題。
[0042] 首先，利用本申請(qǐng)?zhí)岢龅牡谝环N求解反卷積問(wèn)題方法，對(duì)圖4所示的采集到的生 物電信號(hào)進(jìn)行處理。對(duì)式3所示的4階巴特沃斯高通濾波器的頻率響應(yīng)以fp= 0. 5Hz的頻 率間隔進(jìn)行頻域抽樣，得到離散化的頻率響應(yīng)H(k)，利用IFFT得到其頻率響應(yīng)的單位樣值 響應(yīng)h(n)。利用式1進(jìn)行反卷積即可計(jì)算得到體表測(cè)點(diǎn)處的生物電波形序列X(n)，如圖5 所示。
[0043] 然后，利用本申請(qǐng)?zhí)岢龅牡诙N求解反卷積問(wèn)題方法，對(duì)圖4所示的采集到的生 物電信號(hào)進(jìn)行處理。對(duì)式3所示的4階巴特沃斯高通濾波器的傳遞函數(shù)求倒數(shù)得到其逆系 統(tǒng)的傳遞函數(shù)H1 (s)，同樣對(duì)逆系統(tǒng)的頻率響應(yīng)以fp= 0. 5Hz的頻率間隔進(jìn)行頻域抽樣，得 到離散化的頻率響應(yīng)H1 (k)，利用IFFT得到逆系統(tǒng)頻率響應(yīng)的單位樣值響應(yīng)形式Ii1 (n)。利 用式2對(duì)采集的生物電波形序列y(n)和逆系統(tǒng)的單位樣值響應(yīng)h(n)進(jìn)行卷積運(yùn)算即可 計(jì)算得到體表測(cè)點(diǎn)處的生物電波形序列x(n)，如圖5所示。
[0044] 上述兩種求解反卷積方法得到的體表測(cè)點(diǎn)處的生物電波形序列x(n)相同，均如 圖5所示，顯然它有效減小了生物電采集波形的失真。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種減小生物電采集波形失真的方法，其特征是，包括如下步驟：（1)獲取生物電采 集設(shè)備放大調(diào)理環(huán)節(jié)的系統(tǒng)函數(shù)和生物電采集設(shè)備采集的波形；（2)基于生物電采集設(shè)備 采集的波形和生物電采集設(shè)備放大調(diào)理環(huán)節(jié)的系統(tǒng)函數(shù)，求解一個(gè)反卷積問(wèn)題，即求得在 生物體表測(cè)點(diǎn)處的真實(shí)生物電信號(hào)，它是最大限度地減小了生物電采集設(shè)備所產(chǎn)生波形失 真后的生物電信號(hào)。2. 根據(jù)以上權(quán)利要求1所述的一種減小生物電采集波形失真的方法，其特征是，它的 第（1)步驟中生物電采集設(shè)備放大調(diào)理環(huán)節(jié)的系統(tǒng)函數(shù)，可直接從生物電采集設(shè)備放大調(diào) 理環(huán)節(jié)的原始設(shè)計(jì)獲得，也可以通過(guò)對(duì)生物電采集設(shè)備放大調(diào)理環(huán)節(jié)的測(cè)試即系統(tǒng)辨識(shí)獲 得。3. 根據(jù)以上權(quán)利要求1所述的一種減小生物電采集波形失真的方法，其特征是，它的 第（2)步驟中，將生物電采集設(shè)備放大調(diào)理環(huán)節(jié)的系統(tǒng)函數(shù)統(tǒng)一為離散化的單位樣值響應(yīng) 形式h(n)，然后按如下公式進(jìn)行迭代運(yùn)算求解反卷積，設(shè)y(n)為生物電采集設(shè)備采集的波 形序列，x(n)為體表測(cè)點(diǎn)處的生物電波形序列（即減小了波形失真的序列），有： x(0) = y(0)/h(0) x(l) = [y(l)-x(0)h(l)]/h(0)4. 根據(jù)以上權(quán)利要求1所述的一種減小生物電采集波形失真的方法，其特征是，它的 第（2)步驟中，可依據(jù)生物電采集設(shè)備放大調(diào)理環(huán)節(jié)的系統(tǒng)函數(shù)求得其逆系統(tǒng)的離散化單 位樣值響應(yīng)hl (n)，然后通過(guò)求解采樣波形與逆系統(tǒng)h(n)的卷積運(yùn)算來(lái)間接求解原反卷積 問(wèn)題，即讓?zhuān)?x(n) =y(n) *1^ (n)， (2) 其中，y(n)為生物電采集設(shè)備采集的波形序列，x(n)為體表測(cè)點(diǎn)的生物電波形序列， 即減小了波形失真的序列。
【專(zhuān)利摘要】一種減小生物電采集波形失真的方法，包括如下步驟：(1)獲取生物電采集設(shè)備放大調(diào)理環(huán)節(jié)的系統(tǒng)函數(shù)和生物電采集設(shè)備采集的波形；(2)基于生物電采集設(shè)備采集的波形和生物電采集設(shè)備放大調(diào)理環(huán)節(jié)的系統(tǒng)函數(shù)，求解一個(gè)反卷積問(wèn)題，即求得在生物體表測(cè)點(diǎn)處的真實(shí)生物電信號(hào)，它即是最大限度地減小了生物電采集設(shè)備所產(chǎn)生波形失真后的生物電信號(hào)。
【IPC分類(lèi)】A61B5/0402, G06F19/00
【公開(kāi)號(hào)】CN104905784
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510366203
【發(fā)明人】劉紅星, 余晗卿, 胡月明, 郝冠鵬, 肇瑩
【申請(qǐng)人】南京大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2015年6月25日