專利名稱：一種提高低采樣率情況下信號顯示質量的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及信號處理技術，尤其涉及一種當模擬信號頻率較高，而 數(shù)模信號采樣率較低情況下，提高信號顯示或打印質量的方法。
背景技術：
電信號的提取是通過一定頻率的數(shù)模信號A/D采樣獲取，相當于對 原始信號的一種抽樣，而抽樣的頻率必須滿足奈奎斯特頻率，即采樣的 奈查斯特頻率必須大于信號的最高頻率，這樣才能確保抽樣的有效性。 但是在實際應用中，即便是滿足奈奎斯特頻率的信號采樣，當信號的頻 率較高時，仍然會由于信號周期與采樣周期的不同步而導致峰值信息的 損失，從而導致信號的顯示和打印效果不佳。
這種問題可以依靠大大提高數(shù)模信號采樣率來獲得很好的解決，現(xiàn) 在已知的通用方法是提高A/D采樣率，以遠大于奈奎斯特頻率的采樣頻 率對信號進行硬件采樣，獲得大量的抽樣值，可以提高精度，獲得更好 的顯示和打印質量。但是這會增加系統(tǒng)資源的負擔，包括大大增加存儲 容量，消耗更多的系統(tǒng)運算資源，或增加A/D轉換的負擔，即需要更高 采樣率的硬件AD轉換器。為了改善信號顯示和打印的效果，需要提出一 種對原始采樣信號進行校正的方法，即，在系統(tǒng)資源可承受的范圍之內， 通過算法來盡可能的保留原始信號的一些關鍵性信息，譬如峰值點或局 部的極值點。這些關鍵性信息在人對這些信號的主觀感受上起著重要的 作用，會顯著的影響信號的顯示質量和打印質量。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種提高低采樣率情況下信號 顯示質量的方法，該方法可以解決在信號頻率高、抽樣點不足的情況下， 信號顯示和打印質量差的問題。
本發(fā)明為解決上述技術問題所采用的技術方案為 一種提高低采樣率情況下信號顯示質量的方法，包括以下步驟
A、 對原始信號進行數(shù)模采樣，獲得原始采樣數(shù)據；
B、 根據設定的增抽樣倍數(shù)對原始采樣數(shù)據內插補入零值，得到補 零后的數(shù)據序列；并設計一濾波器，采用巻積濾波算法對補零后的數(shù)據 序列進行濾波，獲得增抽樣后的校正信號；
C、 對增抽樣后的校正信號進行減抽樣處理，獲得校正信號。
所述的方法，其中所述步驟C所述的減抽樣處理采用保留峰值和 局部極值的減抽樣處理法。
所述的方法，其中所述步驟B所述的濾波器為低通濾波器，其階 數(shù)為所述增抽樣倍數(shù)的整數(shù)倍且為偶數(shù)，其截止頻率設定在奈奎斯特頻 率處。
所述的方法，其中所述步驟B采用如下處理步驟 Bl、定義一緩存隊列，用于對原始采樣數(shù)據按照先進先出的規(guī)則進 行區(qū)段緩存，其緩存數(shù)據設定為m/q+l個，且緩存隊列中的第一個數(shù)為 第一個原始采樣數(shù)據；其中m為所述低通濾波器階數(shù)，q為增抽樣倍數(shù)； B2、將原始采樣數(shù)據依次壓入所述緩存隊列，從第一個原始采樣數(shù) 據開始，每壓入一個數(shù)據，緩存隊列中的各數(shù)據與所述低通濾波器隊列 按q點間隔抽樣的數(shù)據進行巻積，得到該數(shù)據單元的第 一個增抽樣校正 數(shù)據；之后，所述低通濾波器隊列的各數(shù)據平移一位，緩存隊列中的各 數(shù)據與平移一位后的低通濾波器隊列按q點間隔抽樣的數(shù)據進行巻積，得到該數(shù)據單元的第二個增抽樣校正數(shù)據；以此類推，直至得到該數(shù)據 單元的第q個增抽樣校正數(shù)據；
B3、判斷是否已向所述緩存隊列壓入了所有的原始采樣數(shù)據，如果 否，則轉入步驟B2，如果是，則獲得增抽樣后的校正信號。
所述的方法，其中所述步驟B2還包括如下處理在向所述緩存 隊列壓入原始采樣數(shù)據時，對原始采樣數(shù)據起始段和截止段進行相應補 零擴展處理。
所述的方法，其中所述步驟C包括如下處理將校正信號按照不 同的曲線變化規(guī)律分成幾種曲段，對不同曲段設定采用提取極值或平均 值作為該曲段的抽樣值點。
所述的方法，其種所述步驟C包括如下處理將校正信號分成5 種曲段，對趨勢上升的曲段，提取最小值點作為該曲段的抽樣值點；對 趨勢下降的曲段，提取最大值點作為該曲段的抽樣值點；對凸形曲段， 提取最大值點作為該曲段的抽樣值點；對凹形曲段，提取最小值點作為 該曲段的抽樣值點；對于波動曲段，提取該曲段中所有采樣點的平均值 作為該曲段的抽樣值點。
所述的方法，其中所述低通濾波器為有限脈沖響應濾波器。
另一種提高低采樣率情況下信號顯示質量的方法，包括以下步驟
A、 對原始信號進行A/D采樣，獲得原始采樣數(shù)據；
B、 根據設定的增抽樣率對原始采樣數(shù)據內插補入零值，得到補零 后的數(shù)據序列；并設計一低通濾波器，采用巻積濾波算法對補零后的數(shù) 據序列進行濾波，獲得增抽樣后的校正信號；所述增抽樣率為原始信號 主頻率的整數(shù)倍;
C、 對增抽樣后的校正信號進行重采樣，重采樣率的設定保證在重 采樣時提取到校正信號的峰值點和局部極值點。
本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明通過采用優(yōu)化的濾波器對原始采樣信 號進行增抽樣，以及利用保留峰值和局部極值點的抽樣算法對增抽樣處 理后的數(shù)字數(shù)據進行減抽樣，確保有效信息的不丟失，極大地改善了在 模擬信號頻率較高，而A/D釆樣率較低時，信號顯示和打印的效果；并 且由于對原始采樣數(shù)據做了補零處理，通過對濾波算法進行優(yōu)化設計， 在巻積過程中去除多余的乘法操作，降低了運算量，加快了巻積速度， 從而節(jié)省CPU的負荷量。本發(fā)明原理成熟，實現(xiàn)簡便。


圖l為本發(fā)明的信號處理過程；
圖2a為本發(fā)明濾波器的時域圖2b為本發(fā)明濾波器的頻域圖； 圖3為本發(fā)明濾波巻積算法示意圖4為本發(fā)明增抽樣算法方法示意圖5為本發(fā)明減抽樣處理方法示意圖6a為對標準97Hz正弦波信號采樣后的顯示圖6b為對標準97Hz正弦波信號采樣后，經過本發(fā)明處理后的顯示
圖7a為以Fuke的MEDSIM300B模擬器標準心電為信號源進行原始 數(shù)據采樣后的顯示圖7b為以Fluke的MEDSIM300B模擬器標準心電為信號源進行原始 數(shù)據采樣后，進行本發(fā)明處理后的顯示具體實施例方式
下面根據附圖和實施例對本發(fā)明作進一 步詳細說明
本發(fā)明提供的一種提高低采樣率情況下信號顯示質量的方法，其核 心是利用優(yōu)化的低通濾波器對原始采樣數(shù)據進行增抽樣，然后對增抽樣 后數(shù)字數(shù)據進行保留峰值和局部極值的減抽樣，以此來改善顯示和打印 的效果。
如圖l所示，本發(fā)明主要包括以下步驟
A、 在原始信號頻率較高，而數(shù)模A/D采樣率不夠高的情況下進行 采樣，獲得原始采樣數(shù)據，所述采樣率滿足奈奎斯特頻率的要求。奈奎 斯特頻率，即，采樣率至少要是所采樣信號帶寬的2倍，以確保不會發(fā) 生信號采樣的混疊現(xiàn)象。
B、 根據設定的增抽樣倍數(shù)q,對所述原始采樣數(shù)據內插補入零值， 得到內插補零后的原始數(shù)據序列。并設計一低通濾波器，采用優(yōu)化的巻 積濾波算法對所述內插補零后的原始數(shù)據進行濾波。所述低通濾波器在 降低運算量的同時，獲得增抽樣后的理想校正信號。
所述低通濾波器的設計需選取合適的階數(shù)m和合適的截止頻率。所 述低通濾波器的階數(shù)m選定為q的倍數(shù)且為偶數(shù)，其階數(shù)m越高，頻 域的截止效果越好，在實際應用中可以根據情況選用合適的階數(shù)m。所 述低通濾波器的截止頻率要設定在奈查斯特頻率處。
C、 對所述增抽樣后的校正信號進行保留峰值和局部極值的減抽樣 處理，以盡可能在抽樣過程中不損失有效信息，獲得所需要的低采樣率 的校正信號。
為了方便i兌明，下面以采樣率為500Hz的心電采樣為實施例，對本 發(fā)明方法進行詳細闡述。
第一步、針對奈奎斯特頻率為250HZ的心電信號源，采用500HZ 的采樣率進行A/D采樣，每秒獲得500個原始采樣數(shù)據。
第二步、對原始采樣數(shù)據進行內插補零處理，將500HZ的采樣率增 抽樣至4倍到2000HZ,即每秒500個數(shù)據需要增抽樣至每秒2000個，
具體的就是在原始采樣數(shù)據的每兩個數(shù)據之間補入3個零值點，最終由
每秒500點擴充至每秒2000點。
第三步、設計一個有限脈沖響應濾波器FIR，對內插補零后的原始 數(shù)據進行增抽樣處理，獲得增抽樣后的理想校正信號。在對濾波器通帶 效果和運算量之間做出折中考量后，在該應用中，選定低通濾波器的階 數(shù)為80階，截止頻率為250Hz，如圖2所示。所述80階的FIR既可以獲得 較好的通帶效果，又可以確保運算量不會過大。
所述FIR對補零后的原始數(shù)據進行增抽樣處理，采用以下算法結構， 1)、將內插補零增至2000點的采樣數(shù)據存儲于輸入函數(shù)midBuf12000]
中，例如[dl，0，0,0,d2，0，0,0，d3，0，0,0,.......,d498,0，0,0,d499，0,0,0，d500]，得到
補零后的數(shù)據序列，將增抽樣后的數(shù)據點存儲于輸出函數(shù)outBuf[2000] 中。所選定的80階的FIR存儲于濾波器函l丈para[81]中，例如。
定義 一 緩存隊列
MidTmp[81],所述緩存隊列MidTmp[81]按照先進先出FIFO規(guī)則對內插 補零后的原始數(shù)據進行緩存，其存儲有81個數(shù)據。緩存隊列MidTmp[81] 一直為滿，當在尾部插入一個數(shù)據的同時依次向前移動隊列中的各數(shù) 據，將隊列頭部的數(shù)據移除。
2) 、為了消除濾波時的群延遲效應，確保濾波器函數(shù)pam[81]的頂 點fD與內插補零后的原始信號的第一個數(shù)據dl開始巻積，對于緩存隊 列MidTmp[81],因為dl之前沒有數(shù)值，需要在內插補零后的原始數(shù)據 的起始段補上所需的0值點，如圖3所示。并且所述緩存隊列MidTmp[81] 隨著滑動巻積，頭部所補O值點逐漸減少，直到濾波器巻積到尾部，便 需要再次在內插補零后的原始數(shù)據的截止段補入所需的0值點。該補零 擴展處理為本領域技術人員熟知，在此不再贅述。
3) 、從第一個原始數(shù)據dl開始處理，依次向所述緩存隊列 MidTmp[81]壓入一個內插補零后的數(shù)據，例如第796個內插補零后的數(shù)
據，即原始數(shù)據的第199個數(shù)據。緩存隊列MidTmp[81]同濾波器函數(shù) para[81]進行巻積
<formula>formula see original document page 10</formula>
得到增抽樣后的第796個數(shù)據點，并由此推導出獲得增抽樣第n個 數(shù)據的公式<formula>formula see original document page 10</formula>
4)、判斷第796個數(shù)據點并不是壓入的內插補零后的第2000個數(shù)據 點，返回步驟3)繼續(xù)對下一個數(shù)據點(797點)進行巻積處理；如果 壓入的是內插補零后的第2000個數(shù)據，則完成整個巻積過程，獲得增 抽樣后的2000個校正信號。由此可見，每向緩存隊列MidTmp[81]壓入 一個數(shù)據，緩存隊列MidTmp[81]就按照FIFO規(guī)則更新一次，滑動巻積 一次，直至完成整個巻積過程。
由以上FIR對補零后的原始數(shù)據進行增抽樣處理過程中可以看到， 在計算一個增抽樣數(shù)據時，所述緩存隊列MidTmp[81]中內插的零值點， 同濾波器函數(shù)para[81]中相應的數(shù)據相乘，其結果還是零，存在大量的 零運算，如圖3所示。并且，在通過依次滑動緩存隊列MidTmp[81]與濾 波器函數(shù)para[81]進行巻積獲得增抽樣后數(shù)據時，可以發(fā)現(xiàn)整個運算以q (在此以4)為復現(xiàn)規(guī)律，即dhfD之后的0*fl, 0*f2, 0*￡3均為0，直 至d2*f4。所以，經過規(guī)律整理，就可以獲得圖4所示的增抽樣優(yōu)化算 法如下
Bl、將所述n點原始采樣數(shù)據存儲于輸入函數(shù)inBuf[n]中(在此例 中為inBuf[500])，增抽樣至q倍后的數(shù)據點存儲于輸出函數(shù)outBuflqxn] 中(在此例中為outBufl2000]),所述低通濾波器的濾波作用表現(xiàn)在濾波 器函數(shù)para[m+l](在此例中為para[81])中。
首先定義一個緩存隊列Tmp[m/q+l]，該緩存隊列相當于將前述緩存
隊列MidTmp[81]中插入的零值數(shù)據點去掉，簡化為按序壓入原始數(shù)據的 緩存隊列Tmp[21]。即，所述緩存隊列Tmp[m/q+l]中的緩存數(shù)據設定為 m/q+l個(21個)，且緩存隊列Tmp[m/q+l]中的第一個數(shù)據為第一個原 始采樣數(shù)據。所述緩存隊列Tmp[m/q+l]對原始采樣數(shù)據進行先進先出 FIFO規(guī)則的緩存。
B2、將原始采樣數(shù)據依次壓入所述緩存隊列Tmp[m/q+l],并對原 始采樣數(shù)據起始段和截止段進行相應補零擴展處理，以消除濾波的群延 遲效應。
B3、從第一個原始采樣數(shù)據開始處理，每壓入一個數(shù)據，所述緩存 隊列Tmp[m/q+l]中的各數(shù)據，與所述低通濾波器隊列para[m+l]中按q 點(在此例中為4點)間隔抽樣的數(shù)據對應相乘再加總，進行巻積，例
如對原始數(shù)據dl,則為dl*fD+d2*f4+d3*fB......得到該原始數(shù)據增抽樣
后的第一個校正數(shù)據。第i個原始采樣數(shù)據增抽樣后的第1個數(shù)據在整 個增抽樣后的數(shù)據中為第ixq個，可用公式表示為
<formula>formula see original document page 11</formula>
其中n為原始數(shù)據個數(shù)，q為增抽樣倍數(shù)，m為濾波器階數(shù)，k值 是當Tmp和濾波器對應點相乘，再加總時的運算序數(shù)，也就是k從0 遞增到m/q,對應的Tmp[k]xpara[k*q]。
之后，所述低通濾波器隊列的各數(shù)據向前平移一位，緩存隊列 Tmp[m/q+l]中的各數(shù)據與向前平移一位后的低通濾波器隊列para[m+l], 仍按q點間隔抽樣的順序進行巻積，得到第i個數(shù)據的第二個增抽樣校 正數(shù)據，例如對原始數(shù)據dl，則為dl*f.1+d2*f3+d3*f7……，對第i個數(shù) 據，增抽樣后的第2個數(shù)據(在整個增抽樣后的數(shù)據中為第ixq+l個) 可用公式表示為
<formula>formula see original document page 11</formula>
然后將濾波器函數(shù)para[81]中的數(shù)據整體向前平移二位，按上述方法 同第i個原始數(shù)據的緩存隊列Tmp[m/q+l]進行巻積，獲得第i個數(shù)據增
抽樣后的3個數(shù)據，用公式表示為
m
om/Sw/[/ x g + 2] = Z x戸ra[A: x g — 2]
以此類推，直至得到該原始數(shù)據的第q個增抽樣校正數(shù)據，用公式 表示為
m
ow/丑^/"[/ x《+ (《一 l)] = Z 7T 7/ [A:] x ; ara[^ x孑一 (<7 —1)]
B4、按步驟B3完成對第i個原始采樣數(shù)據的處理后，inBuftn]中的 下一個點被插入Tmp[m/q+l]，緩存隊列Tmp[m/q+l]被更新，采用步驟 B3所述的方法對第i+l個原始采樣數(shù)據進行增抽樣處理，滑動巻積一次， 得到第i+1個原始采樣數(shù)據增抽樣后的4組數(shù)據。之后判斷是否已向所 述緩存隊列Tmp[m/q+l]壓入了所有的原始采樣數(shù)據，如果否，轉入步驟 B2繼續(xù)向所述緩存隊列Tmp[m/q+l]壓入所述原始采樣數(shù)據，對壓入的 原始采用數(shù)據進行增抽樣處理，如果是，則獲得增抽樣后的全部校正信 號outBuf[qxn]。
所述步驟B1至B4的巻積優(yōu)化算法，可以大大降低運算量，降低CPU 的運算負荷。按照標準濾波算法的運算量為0(11111)=[(111+1)次乘法+ m次 加法]xqxn的數(shù)量級，而優(yōu)化后的濾波算法的運算量是0(mn)/q,即運算 量可以降低q倍。
第四步、對所述500個原始采樣數(shù)據增抽樣到2000個數(shù)據后，再對 增抽樣的數(shù)據進行保留峰值和局部極值的減抽樣。本實施例是將增抽樣 至2000HZ的采樣數(shù)據減抽樣至400Hz，也就是，每5點提取為1點。如圖 5所示，將校正信號按照不同的曲線變化規(guī)律分成幾種曲段，對不同曲 段提取極值或平均值,作為該曲段的抽樣值點。
對于所述減抽樣的方法，具體的是將增抽樣后曲線的區(qū)段分為5種
模式趨勢上升模式501,判定準則為曲段中的最小值在左邊界而最大 值在右邊界，提取最小值點作為該曲段的抽樣值點；趨勢下降模式502, 判定準則為曲段中的最大值在左邊界而最小值在右邊界，提取最大值點 作為該曲段的抽樣值點；凸形曲段模式503，判定準則為曲段中的最大 值不在邊界上而最小值在邊界上，提取最大值點作為該曲段的抽樣值 點；凹形曲段模式504,判定準則為曲段中的最小值不在邊界上而最大 值在邊界上，提取最小值點作為該曲段的抽樣值點；波動曲段模式505, 判定準則為曲段中的最大值和最小值都不在邊界上，提取曲段中提取該 曲段中所有采樣點的平均值作為該曲段的抽樣值點。所述的減抽樣處理 方法可以確保有效的峰值信息都被提取出來，盡可能確保不丟失信號的 重要信息，從而有效的改善減抽樣后信號的顯示和打印質量。
以500HZ心電采樣率，采集97Hz的標準正弦波信號為例，由于采樣 率不足，不能采集到每一個正弦波的峰值點，在數(shù)據顯示和打印上可以 明顯看到峰值點原始信號信息的丟失，表現(xiàn)為峰值的不齊整。如圖6a所 示，可以看到明顯的峰值波動，峰值的波動達到了原始真值信號的16%。 如果再經過減抽樣至400Hz采樣率的處理之后，其峰值波動將更加明顯， 信息失真更嚴重。通過本發(fā)明的處理方法，其峰值的波動僅僅為原始真 值信號的2%,即，這種峰值的失真波動縮減了8倍，如圖6b所示，有效 的改善了信號的顯示和打印的效果。
在圖7a中可以看到，以Fluke的MEDSIM3OOB模擬器的標準心電為信 號源，以500Hz采樣率進行信號采樣，由于采樣率不足夠大而導致的信 息損失，可以看到心電信號波形峰值有明顯的波動，與心電峰值比較波 動幅度達到6%。通過本算法的處理之后，即便是進一步減抽樣至400Hz 的更低采樣率，信號的顯示質量卻更高了，峰值的波動幅度降為2%， 如圖7b所示，信號的顯示和打印效果都大為改善。
本發(fā)明減抽樣的算法處理，減抽樣頻率只要在奈奎斯特頻率以上， 不管是減抽樣至同樣的采樣率還是更低的采樣率，其顯示效果會得到明
顯的改善。例如，所述500HZ的釆樣率減抽樣至400Hz的實施例，原本 波形顯示和打印效果會變的更差的，通過本發(fā)明處理，明顯的提高了顯 示效果。
在實際應用中，本發(fā)明提高低采樣率情況下信號顯示質量的方法， 還可以采用以下三個替代方案
第一替代方案，抵用濾波器不限于有限脈沖相應濾波器FIR,可以 采用其他方法獲得的濾波器，如改用無限脈沖響應濾波器IIR，同樣通帶 阻帶效果的IIR的階數(shù)比FIR的階數(shù)低，運算量低，從而可以降低濾波器 的階數(shù)，降低運算量。但要在應用中處理好IIR容易自激振蕩，可能引發(fā) 相位失真的問題。
第二替代方案本發(fā)明方法的第四步驟"對增抽樣后的校正信號進
行減抽樣處理，獲得校正信號"，不局限于上述優(yōu)選實例所述的對增抽 樣的數(shù)據進行保留峰值和局部極值的減抽樣處理方法，還可以變更為抽 樣點校正方法，以使得校正點逼近理想校正曲線。例如對獲得增抽樣后 的數(shù)據，按照減抽樣需求，簡單的求取平均值得到校正后的數(shù)據。例如， 原始采樣率500Hz，增抽樣至2000Hz，然后簡單的每5點數(shù)據加總取平 均，獲得400Hz的減抽樣效果，這種求5點和取平均即可算一種校正方 法。
第三替代方案根據原始信號的主頻率分量，變更釆樣率，進行數(shù) 字重采樣，具體步驟可按照上述第一、二、三步驟方法先將原始信號增 抽樣到一個更高的采樣率上，而增抽樣率必須為原始信號主頻率的整數(shù) 倍，使得原始信號更接近真實信號之，然后對增抽樣后的數(shù)據進行所需 要的采樣率的重采樣，重采樣率的設定必須保證在重采樣過程中提取到 校正信號的峰值點和局部極值點，即保留峰值點和局部極值點，從而大大改善信號的顯示和打印質量。具體的可以通過確認原始信號的主頻 率，然后以采樣率是信號主頻倍數(shù)進行增抽樣，這樣可以使得原始信號 和采樣率達到匹配的效果，從而獲得更好的抽樣效果。例如，原始信號
主頻率是17Hz，而原始采樣率是500Hz,那么增抽樣至17x500Hz,可 以確保抽樣到每一個原始信號的峰值點。
本發(fā)明還適用于受數(shù)據存儲容量限制，而必須對原始信號進行減抽 樣處理以降低數(shù)據存儲量的產品或方法，以及受數(shù)據傳輸帶寬限制，而 必須對原始信號進行減抽樣處理以降低數(shù)據傳輸帶寬的產品或方法。
本發(fā)明通過對低通濾波器原始采樣數(shù)據進行增抽樣，然后對增抽樣 后的數(shù)據進行保留峰值和局部極值的減抽樣算法，解決了在抽樣率不足 情況下的丟失有效信息的問題，從而改善了高頻信號的顯示和打印效 果；其對低通濾波器的優(yōu)化設計，降低了算法的運算量。本發(fā)明原理成 熟，實現(xiàn)簡1更。
應當理解的是，對本發(fā)明技術所在領域的普通技術人員來說，可以 根據本發(fā)明的技術方案及其構思進行相應的等同改變或替換，而所有這 些改變或替換，都應屬于本發(fā)明所附權利要求的保護范圍。
權利要求
1、一種提高低采樣率情況下信號顯示質量的方法，包括以下步驟:A、對原始信號進行數(shù)模采樣，獲得原始采樣數(shù)據；B、根據設定的增抽樣倍數(shù)對原始采樣數(shù)據內插補入零值，得到補零后的數(shù)據序列；并設計一濾波器，采用卷積濾波算法對補零后的數(shù)據序列進行濾波，獲得增抽樣后的校正信號；C、對增抽樣后的校正信號進行減抽樣處理，獲得校正信號。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟C所述的 減抽樣處理采用保留峰值和局部極值的減抽樣處理法。
3、 根據權利要求2所述的方法，其特征在于所述步驟B所述的 濾波器為低通濾波器，其階數(shù)為所述增抽樣倍數(shù)的整數(shù)倍且為偶數(shù)，其 截止頻率設定在奈奎斯特頻率處。
4、 根據權利要求3所述的方法，其特征在于所述步驟B采用如 下處理步驟Bl、定義一緩存隊列，用于對原始采樣數(shù)據按照先進先出的規(guī)則進 行區(qū)段緩存，其緩存數(shù)據設定為m/q+l個，且緩存隊列中的第一個數(shù)為 第一個原始采樣數(shù)據；其中m為所述低通濾波器階數(shù)，q為增抽樣倍數(shù)；B2、將原始采樣數(shù)據依次壓入所述緩存隊列，從第一個原始采樣數(shù) 據開始，每壓入一個數(shù)據，緩存隊列中的各數(shù)據與所述低通濾波器函數(shù) 按q點間隔抽樣的數(shù)據進行巻積，得到該數(shù)據單元的第一個增抽樣校正 數(shù)據；之后，所述低通濾波器函數(shù)的各數(shù)據平移一位，緩存隊列中的各 數(shù)據與平移一位后的低通濾波器函數(shù)按q點間隔抽樣的數(shù)據進行巻積， 得到該數(shù)據單元的第二個增抽樣校正數(shù)據；以此類推，直至得到該數(shù)據 單元的第q個增抽樣校正數(shù)據； B3、判斷是否已向所述緩存隊列壓入了所有的原始采樣數(shù)據，如果 否，則轉入步驟B2，如果是，則獲得增抽樣后的校正信號。
5、 根據權利要求4所述的方法，其特征在于所述步驟B2還包括 如下處理在向所述緩存隊列壓入原始采樣數(shù)據時，對原始采樣數(shù)據起 始段和截止段進行相應補零擴展處理。
6、 根據權利要求2至5任一權利要求所述的方法，其特征在于 所述步驟C包括如下處理將校正信號按照不同的曲線變化規(guī)律分成幾 種曲段，對不同曲段設定采用提取極值或平均值作為該曲段的抽樣值點。
7、 根據權利要求6所述的方法，其特征在于所述步驟C包括如 下處理將校正信號分成5種曲段，對趨勢上升的曲段，提取最小值點 作為該曲段的抽樣值點；對趨勢下降的曲段，提取最大值點作為該曲段 的抽樣值點；對凸形曲段，提取最大值點作為該曲段的抽樣值點；對凹 形曲段，提取最小值點作為該曲段的抽樣值點；對于波動曲段，提取該 曲段中所有采樣點的平均值作為該曲段的抽樣值點。
8、 根據權利要求7所述的方法，其特征在于所述低通濾波器為 有限脈沖響應濾波器。
9、 一種提高低采樣率情況下信號顯示質量的方法，包括以下步驟A、 對原始信號進行A/D采樣，獲得原始采樣數(shù)據；B、 根據設定的增抽樣率對原始采樣數(shù)據內插補入零值，得到補零 后的數(shù)據序列；并設計一低通濾波器，采用巻積濾波算法對補零后的數(shù) 據序列進行濾波，獲得增抽樣后的校正信號；所述增抽樣率為原始信號 主頻率的整數(shù)倍；C、 對增抽樣后的校正信號進行重采樣，重采樣率的設定保證在重 采樣時提取到校正信號的峰值點和局部極值點。
全文摘要
一種提高低采樣率情況下信號顯示質量的方法，包括以下步驟對原始信號進行數(shù)模采樣，獲得原始采樣數(shù)據；根據設定的增抽樣倍數(shù)對原始采樣數(shù)據內插補入零值，得到補零后的數(shù)據序列；并設計一低通濾波器，采用卷積濾波算法對補零后的數(shù)據序列進行濾波，獲得增抽樣后的校正信號；對增抽樣后的校正信號進行減抽樣處理，獲得校正信號。本發(fā)明的方法確保信號的有效信息的不會丟失，極大地改善了在模擬信號頻率較高，而采樣率較低時，信號顯示和打印的效果。
文檔編號H03M1/10GK101378251SQ20071007681
公開日2009年3月4日 申請日期2007年8月28日 優(yōu)先權日2007年8月28日
發(fā)明者輝 于, 葉文宇, 波 張, 波 靳 申請人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司