毕业论文基于matlab的心电信号的分析说明书.docx
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毕业论文基于matlab的心电信号的分析说明书
河南科技大学
课程设计说明书
课程名称医学信号处理
题目基于MATLAB的心电信号的分析(3)
院系医学技术与工程学院
班级
学生姓名
指导教师侯海燕何琳_
日期2014年11月26号
课程设计任务书
(指导教师填写)
课程设计名称医学信号处理学生姓名专业班级
设计题目基于MATLAB的心电信号的分析(3)
一、课程设计目的
1.熟练掌握使用MATLAB程序设计方法
2.探究数字信号处理的基本概念和特点
3.掌握序列离散傅里叶变换的MATLAB实现,并进行频谱分析
4.学会用MATLAB对信号进行分析和处理
二、设计内容、技术条件和要求
一)设计内容与技术条件
1.根据给定的一段MIT-BIH心电信号(122号),画出心电信号的时域波形(横坐标用时间/s表示)和频谱图(横坐标用频率/Hz表示)。
(注意心电信号采样频率)分析心电信号特点,以及此信号噪声特点。
2.用fir1函数设计一个60阶滤波器,滤除122号心电数据的主要噪声。
绘制滤波器频率特性;绘制滤波后心电信号的时域波形和频谱图。
3.分析滤波前后信号时域和频域的变换。
二)设计要求
1.设计程序整齐易懂,要求有注释;
2.设计结果中的图示要美观,整齐,有标题,有纵横坐标标示;
3.课程设计报告要有理论依据、设计过程,结果分析。
报告要求实事求是、文理通顺、字迹端正。
三、时间进度安排
11月24日:
查阅资料,熟悉任务书内容,熟悉Matlab的工作环境,掌握编程方法。
11月25日~28日:
按照课程设计任务书要求,编程实现课程设计的内容。
12月1日~3日:
完善程序并撰写完成课程设计说明书。
12月4日~5日:
答辩。
四、主要参考文献
参考资料
(1)信号与系统郑君里清华大学出版社
(2)数字信号处理及MATLAB实现余成波清华大学出版社
(3)MATLAB7.0在数字信号处理中的应用罗军辉机械工业出版社
(4)Matlab帮助文件
相关网站
(1)MATLAB中国论坛
(2)Matlab学习网
指导教师签字:
侯海燕何琳2014年11月21日
前言
实验目的
1.熟练掌握使用MATLAB程序设计方法
2.探究数字信号处理的基本概念和特点
3.掌握序列离散傅里叶变换的MATLAB实现,并进行频谱分析
4.学会用MATLAB对信号进行分析和处理
设计内容
1.根据给定的一段MIT-BIH心电信号(122号),画出心电信号的时域波形(横坐标用时间/s表示)和频谱图(横坐标用频率/Hz表示)。
(注意心电信号采样频率)分析心电信号特点,以及此信号噪声特点。
2.用fir1函数设计一个60阶滤波器,滤除122号心电数据的主要噪声。
绘制滤波器频率特性;绘制滤波后心电信号的时域波形和频谱图。
3.分析滤波前后信号时域和频域的变换
设计原理
fir1是用窗函数法设计线性相位FIRDF的工具箱函数,调用格式如下:
hn=fir1(N,wc,‘ftype’,window)
fir1实现线性相位FIR滤波器的标准窗函数法设计。
hn=fir1(N,wc)可得到6dB截止频率为wc的N阶(单位脉冲响应h(n)长度为N+1)FIR低通滤波器,默认(缺省参数windows)选用hammiing窗。
其单位脉冲响应h(n)满足线性相位条件:
h(n)=h(N-1-n)
其中wc为对π归一化的数字频率,0≤wc≤1。
当wc=[wc1,wc2]时,得到的是带通滤波器。
hn=fir1(N,wc,’ftype’)可设计高通和带阻滤波器。
当ftype=high时,设计高通FIR滤波器;
当ftype=stop时,设计带阻FIR滤波器。
应当注意,在设计高通和带阻滤波器时,阶数N只能取偶数(h(n)长度N+1为奇数)。
不过,当用户将N设置为奇数时,fir1会自动对N加1。
hn=fir1(N,wc,window)可以指定窗函数向量window。
如果缺省window参数,则fir1默认为hamming窗。
可用的其他窗函数有Boxcar,Hanning,Bartlett,Blackman,Kaiser和Chebwin窗。
例如:
hn=fir1(N,wc,bartlett(N+1))使用Bartlett窗设计;
hn=fir1(N,wc,chebwin(N+1,R))使用Chebyshev窗设计。
hn=fir1(N,wc,’ftype’,window)通过选择wc、ftype和window参数(含义同上),可以设计各种加窗滤波器。
设计过程及分析
1、
窗函数法设计FIR滤波器的步骤如下:
1)根据技术要求确定待求滤波器的单位取样响应。
如果给出待求滤波器的频响为
,那么单位冲激响应用下式求出:
如果给出的通带、阻带衰减和边界频率的要求,可选用理想滤波器作为逼近函数,从而用理想滤波器的特性作傅里叶反变换,求出。
2)根据对过渡带及阻带衰减的要求,选择窗函数的形式,并估计窗口长度N。
设待求滤波器的过渡带带宽用
表示,它近似等于窗函数主瓣宽度。
因过渡带
近似与窗口长度N成反比,N≈A/
,A决定于窗口形式,例如,矩形窗
,哈明窗
等。
按照过渡带及阻带衰减情况,选择窗函数形式。
原则是在保证阻带衰减满足要求的情况下,尽量选择主瓣窄的窗函数。
3)计算滤波器的单位取样响应
其中,
是上面选择好的窗函数。
如果要求线性相位,则要求
和
均对
对称(前面介绍的几种窗函数已保证对
偶对称)。
如要求
对
奇对称,只要保证
对
奇对称就可以了。
4)验算技术指标是否满足要求。
设计出的滤波器频率响应用下式计算:
计算上式时可用FFT算法。
如果
不满足要求,根据具体情况重复2)、3)、4)步,直到满足要求。
结果分析
附录
程序代码:
clearall;closeall;
b=load('C:
\Users\dell\Desktop\课程设计\ecg122.txt');
t=b(:
1);%时间
c=b(:
2);%幅值
figure
(1);
subplot(311);
plot(t,c);
title('原始心电信号的时域波形图');xlabel('时间t/s');ylabel('幅值/A');
n=3600;%ecg122.txt文件记录了约为10s的心电数据,3600个采样数据
m=(fft(c,n));%离散信号傅里叶变换
fs=360;%采样频率
f=fs/n*(0:
n-1);%定位坐标
subplot(312);
plot(f,abs(m));
title('原始心电信号的频谱图');xlabel('频率/HZ');ylabel('幅值/db');axis([0,360,0,150]);
subplot(313);
plot(f,angle(m));
title('原始心电信号的相频图');xlabel('频率/Hz');ylabel('相角/rad');axis([0,360,-5,5]);
%FIR滤波器
N=60;%定义窗函数的长度
wc=0.4;%截止频率
window=blackman(N);%根据N的值产生一个布拉克曼窗window
hn=fir1(N-1,wc,window);%可以指定窗函数向量window。
如果缺省window参数,则fir1默认为hamming窗。
y1=filter(hn,1,b(:
2));%使用filter函数对信号进行滤波
figure
(2);
freqz(hn,1);
%滤波器滤波后图形
figure(3);
subplot(311);
plot(t,y1);
title('滤波后时域波形');xlabel('时间t/s');ylabel('幅值/A');
subplot(312);
plot(f,abs(fft(y1)));
title('滤波后心电信号的频谱图');xlabel('频率/Hz');ylabel('幅值/db');axis([0,360,0,150]);
subplot(313);
plot(f,angle(fft(y1)));
title('滤波后心电信号的相频特性');xlabel('频率/Hz');ylabel('相角/rad');axis([0,360,-5,5]);
采样定力
傅里叶变换
截止频率的含义
基线漂移
心电信号
fir1:
用来设计传统的低通,高通,带通,带阻,多频带FIR滤波器;
调用格式:
b=fir1(N,Wn);
b=fir1(N,Wn,‘high’);
b=fir1(N,Wn,‘stop’);
参数说明:
N:
阶次,滤波器长度为N+1;
Wn:
通带截止频率,其值在0~1之间,1对应Fs/2;
b:
滤波器系数。
在上述所有格式中,若不指定窗函数的类型,fir1自动选择Hamming窗。
fp=1500;fst=2250;fs=15000;%输入设计指标
wp=2*fp/fs;%求归一化数字通带截止频率
ws=2*fst/fs;%求归一化数字阻带起始频率
deltaw=ws-wp;%求过渡带宽
N0=ceil(6.6/deltaw);%求窗口长度
N=N0+mod(N0+1,2);%确保窗口长度N为奇数
n=N-1;%求出滤波器的阶数n
wn=(ws+wp)/2;%求滤波器的截止频率
b=fir1(n,wn);%利用fir1函数求出滤波器的系数
ans
wp=
大学
本科毕业论文(设计)管理办法
第一章总则
第一条本科毕业论文(设计)是人才培养方案的重要组成部分,是培养学生科研能力和创新能力的重要实践环节,为保证毕业论文(设计)工作的顺利完成,加强规范化管理,提高毕业论文(设计)质量,根据教育部、省教育厅的有关规定要求,结合我院实际情况,特制定本办法。
第二章目的与要求
第二条毕业论文(设计)教学环节的目的,培养学生勇于探索的创新精神,实事求是、严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风。
第三条使学生能综合运用所学的知识技能,提高思考问题、分析问题和解决实际问题的能力。
第四条培养学生从文献、科学实验、生产实践和调查研究中获取知识的能力,培养学生从事科学研究的兴趣,掌握科学研究的基本方法。
第五条对学生的知识面、掌握知识的深度、运用理论知识处理问题的能力、实践能力、外语水平、计算机运用水平、书面及口头表达能力等进行一次全面的考核。
第六条要求所有毕业生必须撰写毕业论文(设计),各系要认真组织毕业论文(设计)工作,确保毕业论文(设计)的质量。
第三章组织管理
第七条全院的毕业论文(设计)工作按照分级分工的原则,负责毕业论文(设计)工作的管理、指导、检查、考核和总结。
(一)教务处职责
1.负责制定全院本科毕业论文(设计)管理规章制度。
2.组织开展毕业论文(设计)工作的教学研究与改革。
3.组织毕业论文(设计)工作的检查、评估和总结。
4.审核答辩委员会组成人选,检查毕业答辩的过程。
5.组织评选院级优秀毕业论文(设计)。
(二)系职责
1.成立毕业论文(设计)工作领导小组,制定工作计划和安排。
2.组织专业教研室成立专业答辩委员会。
3.负责按照标准配备、审查、批准指导教师,组织指导教师培训。
4.依据学院的毕业论文(设计)成绩评定标准,结合专业特点,制定本系各专业的具体评分标准和规范。
5.负责本系学生毕业论文(设计)所需的场地、仪器设备的分配和保障。
6.评选系优秀毕业论文(设计)。
7.做好毕业论文(设计)工作总结与归档。
(三)教研室职责
1.根据指导教师的条件,提出指导教师名单。
2.审查毕业论文(设计)题目及指导教师的安排,对不合格的题目提出修改意见。
3.组织审定毕业论文(设计)选题,落实一人一题的工作要求;定期检查毕业论文(设计)工作的进度和质量。
4.检查毕业论文(设计)任务书的填写情况。
5.考核指导教师的工作,把握毕业论文(设计)的进度和质量。
6.组织毕业论文(设计)的答辩和成绩评定工作。
7.做好本专业优秀毕业论文(设计)的评选工作。
8.认真进行工作总结,汇总毕业论文(设计)资料送系归档。
(四)指导教师职责
1.毕业论文(设计)题目确定后,指导教师要及时做好各项准备工作,其中包括拟定任务书,收集资料以及做好实验的准备工作,制定指导计划和工作程序。
2.向学生下达《大学毕业论文(设计)任务书》(见附件3),并提出具体的要求,指定主要参考资料。
3.审定学生的总体方案和工作计划,并定期检查学生的工作进度和工作量,及时解答和处理学生提出的有关问题,严格要求学生。
4.做好学生外文翻译的评阅工作。
5.指导学生正确撰写毕业论文(设计)报告,并对报告写出评语。
6.按《大学毕业论文(设计)撰写规范》(见附件1)要求检查学生论文撰写完成情况并填写《大学毕业论文(设计)工作指导情况记录》(附件4)。
7.评定毕业论文(设计)成绩。
8.做好毕业论文(设计)材料的整理归档工作。
第四章选题、开题
第八条选题时应遵循的原则
(一)课题必须符合本专业的培养目标及教学基本要求,体现本专业基本训练的内容,使学生受到全面的锻炼。
(二)课题应尽可能结合生产、科研和实验室建设等任务,减少虚拟题目的数量及比重。
(三)课题的类型可以多种多样,贯彻因材施教的原则,使学生的创造性得以充分发挥,利于提高课题成果的质量。
(四)选题应力求有益于学生综合运用多学科的理论知识与技能。
(五)课题要在保证教学基本要求的前提下,学生在培养方案规定的时间内,在指导教师指导下经过努力能够完成任务。
(六)课题分配原则上每人一题,双方选择,学生在教师列入的选题中选题,也可以自主选定符合本专业的题目上报到指导教师,经指导教师审定、教研室批准后方可列入选题目录。
经教研室审定,报系主任批准后,确定分配题目。
教研室根据学生意向、学生本人的实际能力以及课题的类型、分量、难易程度,结合指导教师的意见进行综合平衡,最后确定课题分配,并以书面形式将课题任务书下达给学生,最终以系为单位将选题情况汇总报教务处。
第九条选题范围
(一)文、理、管、经、医类专业,应以完成毕业论文为主,题目以阐述理论原理和将理论原理应用于某些具体问题的课题为主,也可选择一些具有一定深度和难度的专题研究课题,使学生在分析问题方面得到较多的锻炼。
(二)工科专业,应以完成毕业设计为主,题目以工程设计类型的课题为主,有条件的可以选择既有工程设计又有专题研究的课题,使学生既能受到工程师的基本训练,又掌握本专业的基本技能。
(三)艺术类专业,应以毕业设计为主,毕业设计题目通过指导教师与学生沟通制定,毕业设计应有设计作品。
(四)鼓励不同学科(专业)相互交叉、相互渗透,扩大学生知识面,开拓眼界,提高质量。
第十条开题
学生接受毕业论文(设计)任务后,应在指导教师指导下制定工作计划,进行文献查阅、资料收集、实习调研、实验研究,在规定的时间内填写《大学本科毕业论文(设计)开题报告》(见附件2),经指导教师审查同意后报教研室批准,即可开始撰写毕业论文(设计)。
第十一条毕业调研
(一)学生可根据毕业论文(设计)选题或选题意向进行毕业调研,深入社会,对某一行业、某一事件或问题,对其客观实际情况进行调研,将调查了解到的全部情况和材料进行分析研究。
(二)学生在教师指导下要精心选择调研对象。
调研对象要有分析价值,包括理论价值和应用价值。
调研和分析后得出的结论及建议要尽可能实现从个别到一般的提升,避免就事论事。
(三)在教师指导下完成调研报告。
第五章毕业论文(设计)指导
第十二条指导教师
毕业论文(设计)实行指导教师负责制。
每个指导教师应对学生整个毕业论文(设计)阶段的教学活动全面负责。
(一)指导教师条件及要求
1.毕业论文(设计)指导教师应作风严谨、有较高的业务水平和实践经验。
指导教师一般应由讲师或相当于讲师及以上职称、具有丰富理论和实践教学经验的教师担任。
2.指导教师应为人师表、教书育人,同时对学生严格要求。
应始终坚持把学生的培养放在第一位,避免出现重使用、轻培养的现象。
3.每个指导教师所带毕业论文(设计)的学生数原则上不得超过10人。
指导教师确定以后,不得随意更换。
在毕业论文(设计)期间,指导教师必须坚守岗位。
确因工作需要出差时,必须经系主任批准,并委派相当水平的教师代理指导。
4.在校外进行毕业论文(设计)工作的学生,可聘请相当于讲师职称以上的技术人员担任指导。
有关教研室必须指定专人进行检查,掌握进度,协调解决有关问题。
第十三条学生
(一)申请做毕业论文(设计)的学生必须修完所学专业教学计划规定的全部课程。
(二)学生在充分调研的基础上,编写毕业论文(设计)工作计划,列出完成毕业论文(设计)任务所采取的方案与步骤。
(三)毕业论文(设计)工作计划编写完成后,经指导教师审阅同意后实施。
学生应主动接受指导教师的检查,定期向教师汇报毕业论文(设计)的进度,听取教师的意见和指导。
(四)学生在毕业论文(设计)工作中应充分发挥主动性和创造性,树立实事求是、诚实守信的科学作风,严格遵守规章制度,爱护公共财物和坚持节约,杜绝浪费。
(五)学生必须独立完成毕业论文(设计)任务,严禁抄袭他人的论文(设计)成果,或请人代替完成毕业论文(设计)。
一经发现,毕业论文(设计)成绩为零分,并根据情节轻重给予纪律处分。
(六)所有学生必须参加毕业论文(设计)的答辩。
(七)学生在毕业论文(设计)答辩后,应交回毕业论文(设计)的所有材料(包括设计实验的原始资料、报告、调研资料、毕业设计图纸、论文等)。
对论文(设计)内容中涉及的有关技术资料,学生负有保密责任,未经许可不能擅自对外交流或转让,并协助做好资料归档工作。
第六章撰写要求
第十四条毕业论文(设计)应重点突出、内容充实,立论正确,论据充分,结构严谨,格式规范,结论正确,并要求思想端正、观点明确、实事求是、文笔通顺。
设计图纸的各项内容应符合制图标准,做到结构合理,视图正确,尺寸齐全。
艺术类专业毕业论文必须结合毕业设计进行撰写。
第十五条毕业论文(设计)文本一般由题目、目录、中英文摘要、关键词、正文、参考文献、注释几部分构成,各部分具体要求见《大学本科生毕业论文(设计)撰写规范》(见附件1),其中注释、附录视具体情况安排。
理工类、艺术类毕业设计的撰写规范可根据专业特点由所在系做出适当调整,并报教务处备案。
第十六条毕业论文(设计)正文字数不少于8000字;开题报告字数不少于1000字;参考文献一般不少于10篇,其中包括外文参考文献2篇。
第七章评阅、答辩及成绩评定
第十七条评阅
(一)指导教师评阅:
指导教师应对学生的毕业论文(设计)完成情况进行认真、全面的审查后给出成绩,并填写《大学毕业论文(设计)指导教师评分表》(附件5)。
评语的书写要客观、公正,体现论文的真实水平。
(二)评阅专家评阅:
学生在答辩前2周将毕业论文(设计)送评阅专家评阅,评阅专家由答辩委员会聘请。
每篇毕业论文(设计)需要有两位评阅专家(其中一位可以是指导教师)进行评阅。
评阅专家根据论文(设计)的实际情况进行评阅,给出成绩,对不足之处提出修改意见,提出是否可以进行答辩的意见,并填写《大学毕业论文(设计)评阅教师评分表》(附件6)。
只有两位评阅专家都同意答辩才可获得答辩资格。
评阅专家一般应由具有讲师及以上职称有经验的相同或相近学科的具有指导论文(设计)资格的人员担任。
第十八条答辩
(一)毕业论文(设计)答辩工作由各系毕业论文(设计)答辩委员小组负责,成立专业答辩委员会,各专业答辩委员会由3-9人组成,根据需要,答辩委员会可决定组成若干答辩小组,答辩小组由3-5人组成,设组长1人,秘书1人(可由小组长兼任),具体负责本组学生的答辩工作。
专业答辩委员会成员及答辩小组成员必须由具有讲师以上(或具有同等职称的专业技术人员)担任。
专业答辩委员会的主要职能:
1.聘请毕业论文(设计)的评阅专家审定学生答辩的资格;
2.主持并组织全系答辩工作并做好答辩记录,填写《大学毕业论文(设计)答辩记录》(附件7);
3.讨论并确定学生毕业论文(设计)的答辩成绩,并填写《大学毕业论文(设计)答辩小组评分表》(附件8)。
(二)答辩工作程序和要求
1.根据学生呈送的毕业论文(设计)任务书、翻译文章、毕业论文(设计)、毕业设计手册(艺术类专业)、毕业论文(设计)电子版、设计图纸、计算机程序及评阅意见等,答辩委员会审定答辩资格。
2.举行答辩:
先由学生阐述毕业论文(设计),时间一般为10-15分钟,然后学生用10-15分钟回答答辩小组老师提出的问题。
3.答辩小组结合论文(设计)内容、文字写作(规划设计)水平、口头表达能力等进行现场评分,并填写答辩成绩。
4.在校外做毕业论文(设计)的,可由接收单位的技术人员和我院教师共同组成答辩小组(我院教师任答辩组长)进行答辩。
5.答辩过程中,答辩小组秘书应做好记录,以供评定成绩时参考。
第十九条成绩评定
毕业论文(设计)总成绩,由指导教师、评阅人和答辩小组的评分组成,三部分的比例分别为30%,30%,40%。
从严要求,优秀的比例一般不得超过20%。
各系可依据上述规定制定具体的执行细则,填写《大学毕业论文(设计)评阅书及成绩评分表》(见附件9),汇总后盖章存档并报教务处。
第二十条院级优秀毕业论文(设计)
1.基本条件:
(1)观点正确,有独立见解、创新或发现,或有较好的经济和社会效益;
(2)能正确、灵活地运用所学基础理论、专业知识和基本技能,分析和解决问题的能力较强;
(3)论文写作结构完整,论据充分,数据详实,符合学术规范;表达准确,语言流畅,概括能力较强。
2.获奖论文(设计)优先列入院级优秀毕业论文(设计)。
3.院级优秀毕业论文(设计)由各系推荐,推荐比例不超过毕业学生人数的3%,教务处最终备案。
第八章检查与评估
第二十一条教务处对毕业论文(设计)工作全过程进行检查。
检查内容包括:
毕业论文(设计)工作进度、教师指导、论文(设计)水平与质量、论文(设计)抄袭检测、答辩、成绩评定情况等。
对发现的问题,则由相关人员及时进行整改。
第二十二条在学生答辩前,各系按各专业人数5%比例对毕业论文(设计)进行抽查,并按一定比例进行抄袭检测。
第二十三条检测结果认定及处理办法
(一)文字复制比在30%以下(含30%)的毕业论文(设计),视为通过检测,合格。
(二)文字复制比在30%-70%之间的毕业论文(设计),由指导教师根据检测结果指导学生进行修改,修改后的毕业论文(设计)须进行复检。
复检后的文字复制比降至30%(含30%)以下者,视为通过检测;仍未通过者,取消该生当年毕业论文(设计)答辩资格,延期一学期答辩。
(三)文字复制比在70%以上(含70%)毕业论文(设计),取消该生当年毕业论文(设计)答辩资格,该生毕业论文(设计)须重新撰写,延期一年答辩。
(四)因抄袭被责令延期答辩的学生,在第二次申请补做毕业论文(设计)过程中,再次有抄袭行为者,取消答辩资格,将不再安排毕业论文(设计)补做、答辩。
(五)学生或指导教师对检测结果提出异议的,学院将组织相关专业专家鉴定,并作出结论。
第二十四条毕业论文(设计)工作结束后
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- 毕业论文 基于 matlab 电信号 分析 说明书