數(shù)字相關(guān)和數(shù)字卷積畢業(yè)論文

《生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理》實(shí)驗(yàn)報(bào)告第18頁(yè)共19頁(yè)評(píng)分 大理大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱(chēng)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)數(shù)字相關(guān)和數(shù)字卷積專(zhuān)業(yè)班級(jí)姓名學(xué)號(hào)實(shí)驗(yàn)日期實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)2015—2016學(xué)年度第3學(xué)期實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜?shù)字相關(guān)的運(yùn)算，初步在信號(hào)處理中應(yīng)用相關(guān)技術(shù)。實(shí)驗(yàn)環(huán)境1、硬件配置：處理器：AMDA10-5750MAPUwithRadeon(tm)Graphics2.50GHz安裝內(nèi)存：（RAM）4.00GB系統(tǒng)類(lèi)型：64位操作系統(tǒng)，基于x64位處理器2、軟件環(huán)境：MatlabR2012b實(shí)驗(yàn)原理相關(guān)可以從時(shí)域角度表現(xiàn)信號(hào)間的相似（關(guān)聯(lián)）程度，是統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理最基本的手段之一。設(shè)有離散信號(hào)x(n)和y(n)，線(xiàn)性相關(guān)函數(shù)定義為實(shí)際采集的信號(hào)總是有限長(zhǎng)度，用有限的樣本估計(jì)相關(guān)（自相關(guān)）函數(shù)求和項(xiàng)總數(shù)不是N而是N-|m|，因?yàn)楫?dāng)n=N-|m|-1時(shí)，n+|m|=N-1。此時(shí)xn+m已經(jīng)到了數(shù)據(jù)邊沿。這種估計(jì)是漸進(jìn)無(wú)偏估計(jì)和一致估計(jì)。計(jì)算中，只要將其中一個(gè)序列反轉(zhuǎn)，就可以用計(jì)算線(xiàn)性卷積的程序計(jì)算線(xiàn)性相關(guān)因此可以用FFT來(lái)加速相關(guān)運(yùn)算，即對(duì)序列補(bǔ)零后，用循環(huán)相關(guān)計(jì)算線(xiàn)形相關(guān)，然后用循環(huán)卷積的快速算法計(jì)算循環(huán)相關(guān)，得到最終結(jié)果。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容已知發(fā)射波形，利用相關(guān)技術(shù)，在有強(qiáng)背景噪聲的情況下檢測(cè)回波的延時(shí)和強(qiáng)度。首先使用已知信號(hào)模版及其若干次衰減延遲生成仿真回波波形，然后與白噪聲背景疊加，構(gòu)造仿真信號(hào)。然后計(jì)算模版與仿真信號(hào)的相關(guān)函數(shù)，判斷回波位置及相對(duì)強(qiáng)度。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析實(shí)驗(yàn)程序：%作出八個(gè)模版的波形圖clearall;clc;np=1:100;%p=sin(pi/5*np);%正弦%p=exp(-0.06*np);%指數(shù)衰減%p=sin(pi/5*np).*exp(-0.06*np);%指數(shù)衰減正弦%p=ones(size(np));%方波%loadecgdata;w=ecgdata(np);p=w';%產(chǎn)生100個(gè)心電信號(hào)的數(shù)據(jù)%loadeegdata;w=eegdata(np);p=w';%產(chǎn)生100個(gè)腦電信號(hào)的數(shù)據(jù)%loadicpdata;w=icpdata(np);p=w';%產(chǎn)生100個(gè)顱內(nèi)壓信號(hào)的數(shù)據(jù)%loadrespdata;w=respdata(np);p=w';%產(chǎn)生100個(gè)呼吸信號(hào)的數(shù)據(jù)figure;subplot(1,1,1);plot(np,p);n=1:1000;%定義1000點(diǎn)長(zhǎng)的隨機(jī)信號(hào)w=randn(size(n));%產(chǎn)生1000點(diǎn)長(zhǎng)的隨機(jī)信號(hào)噪聲s=zeros(size(n));%產(chǎn)生1000點(diǎn)長(zhǎng)的有用信號(hào)%通過(guò)改變衰減系數(shù)對(duì)已知信號(hào)模版進(jìn)行若干次衰減，生成仿真回波A=3;%衰減系數(shù)s(100:199)=s(100:199)+A*p;s(500:599)=s(500:599)+(A/3)*p;s(800:899)=s(800:899)+(A/3/3)*p;x=s+w;%仿真回波與白噪聲疊加構(gòu)造仿真信號(hào)figure;subplot(3,1,1);plot(n,w);title('Noise');%作出噪聲信號(hào)的圖，并添加標(biāo)題subplot(3,1,2);plot(n,s);title('Signal');%作出有用信號(hào)的圖，并添加標(biāo)題subplot(3,1,3);plot(n,x);title('SignalwithNoise');%作出觀測(cè)信號(hào)的圖，并添加標(biāo)題p=[p,zeros(1,length(x)-length(p))];%如果要求歸一化相關(guān)系數(shù)（相干系數(shù)），兩個(gè)序列要同樣長(zhǎng)Rps=xcorr(s,p,'coeff');%對(duì)有用信號(hào)做互相干函數(shù)Rpw=xcorr(w,p,'coeff');%對(duì)噪聲信號(hào)做互相干函數(shù)Rpx=xcorr(x,p,'coeff');%對(duì)觀測(cè)信號(hào)做互相干函數(shù)n2=(n(1)-np(end)):(np(end)-n(1));%線(xiàn)性相關(guān)的范圍figure;subplot(3,1,1);plot(Rps);title('Rpwofp(n)ands(n)');%作出有用信號(hào)線(xiàn)性相干后的圖，并添加標(biāo)題subplot(3,1,2);plot(Rpw);title('Rpsofp(n)andw(n)');%作出噪聲信號(hào)線(xiàn)性相干后的圖，并添加標(biāo)題subplot(3,1,3);plot(Rpx);title('Rpxofp(n)andx(n)');%作出觀測(cè)信號(hào)線(xiàn)性相干后的圖，并添加標(biāo)題實(shí)驗(yàn)結(jié)果：(a)(b)(c)圖1模板為方波，A=3，均值為0，方差為1的結(jié)果圖（a）(b)(c)圖2模板為正弦波，A=3，均值為0，方差為1的結(jié)果圖（a）(b)(c)圖3模板為指數(shù)衰減信號(hào)，A=3，均值為0，方差為1的結(jié)果圖(a)(b)(c)圖4模板為指數(shù)衰減正弦信號(hào)，A=3，均值為0，方差為1的結(jié)果圖(a)(b)(c)圖5模板為100個(gè)心電信號(hào)數(shù)據(jù)，A=3，均值為0，方差為1的結(jié)果圖(a)(b)(c)圖6模板為100個(gè)腦電信號(hào)數(shù)據(jù)，A=3，均值為0，方差為1的結(jié)果圖(a)(b)(c)圖7模板為100個(gè)顱內(nèi)壓信號(hào)數(shù)據(jù)，A=3，均值為0，方差為1的結(jié)果圖(a)(b)(c)圖8模板為100個(gè)呼吸信號(hào)數(shù)據(jù)，A=3，均值為0，方差為1的結(jié)果圖(a)(b)(c)圖9模板為方波，A=-3，均值為0，方差為1的結(jié)果圖(a)(b)(c)圖10模板為正弦波，A=-3，均值為0，方差為1的結(jié)果圖(a)(b)(c)圖11模板為指數(shù)衰減信號(hào)，A=-3，均值為0，方差為1的結(jié)果圖(a)(b)(c)圖12模板為指數(shù)衰減正弦信號(hào)，A=-3，均值為0，方差為1的結(jié)果圖(a)(b)(c)圖13模板為100個(gè)心電信號(hào)數(shù)據(jù)，A=-3，均值為0，方差為1的結(jié)果圖(a)(b)(c)圖14模板為100個(gè)腦電信號(hào)數(shù)據(jù)，A=-3，均值為0，方差為1的結(jié)果圖(a)(b)(c)圖15模板為100個(gè)顱內(nèi)壓信號(hào)數(shù)據(jù)，A=-3，均值為0，方差為1的結(jié)果圖(a)(b)(c)圖16模板為100個(gè)呼吸信號(hào)數(shù)據(jù)，A=-3，均值為0，方差為1的結(jié)果圖(a)(b)(c)圖17模板為方波，A=3，均值為0，方差為3的結(jié)果圖(a)(b)(c)圖18模板為正弦波，A=3，均值為0，方差為3的結(jié)果圖(a)(b)(c)圖19模板為指數(shù)衰減信號(hào)，A=3，均值為0，方差為3的結(jié)果圖(a)(b)(c)圖20模板為指數(shù)衰減正弦信號(hào)，A=3，均值為0，方差為3的結(jié)果圖(a)(b)(c)圖21模板為100個(gè)心電信號(hào)，A=3，均值為0，方差為3的結(jié)果圖(a)(b)(c)圖22模板為100個(gè)腦電信號(hào)，A=3，均值為0，方差為3的結(jié)果圖(a)(b)(c)圖23模板為100個(gè)顱內(nèi)壓信號(hào)，A=3，均值為0，方差為3的結(jié)果圖(a)(b)(c)圖24模板為100個(gè)呼吸信號(hào)，A=3，均值為0，方差為3的結(jié)果圖(a)(b)(c)圖25模板為方波信號(hào)，A=3，均值為0，方差為0.01的結(jié)果圖(a)(b)(c)圖26模板為正弦信號(hào)，A=3，均值為0，方差為0.01的結(jié)果圖(a)(b)(c)圖27模板為指數(shù)衰減信號(hào)，A=3，均值為0，方差為0.01的結(jié)果圖(a)(b)(c)圖28模板為指數(shù)衰減正弦信號(hào)，A=3，均值為0，方差為0.01的結(jié)果圖(a)(b)(c)圖29模板為100個(gè)心電信號(hào)，A=3，均值為0，方差為0.01的結(jié)果圖(a)(b)(c)圖30模板為100個(gè)腦電信號(hào)，A=3，均值為0，方差為0.01的結(jié)果圖(a)(b)(c)圖31模板為100個(gè)顱內(nèi)壓信號(hào)，A=3，均值為0，方差為0.01的結(jié)果圖(a)(b)(c)圖32模板為100個(gè)呼吸信號(hào)，A=3，均值為0，方差為0.01的結(jié)果圖（a)方波模板(b)均值濾波(c)中值濾波圖３３模板為方波，A=3，均值為0，方差為1均值濾波和中值濾波結(jié)果圖（a)正弦波模板(b)均值濾波(c)中值濾波圖３4模板為正弦波，A=3，均值為0，方差為1均值濾波和中值濾波結(jié)果圖（a)指數(shù)衰減波模板(b)均值濾波(c)中值濾波圖３5模板為指數(shù)衰減波，A=3，均值為0，方差為1均值濾波和中值濾波結(jié)果圖（a)指數(shù)衰減正弦波模板(b)均值濾波(c)中值濾波圖３6模板為指數(shù)衰減正弦波，A=3，均值為0，方差為1均值濾波和中值濾波結(jié)果圖（a)100個(gè)心電信號(hào)模板(b)均值濾波(c)中值濾波圖３7模板為100個(gè)心電信號(hào)模板，A=3，均值為0，方差為1均值濾波和中值濾波結(jié)果圖（a)100個(gè)心腦信號(hào)模板(b)均值濾波(c)中值濾波圖３8模板為100個(gè)心電信號(hào)模板，A=3，均值為0，方差為1均值濾波和中值濾波結(jié)果圖（a)100個(gè)顱內(nèi)壓信號(hào)模板(b)均值濾波(c)中值濾波圖３9模板為100個(gè)顱內(nèi)壓信號(hào)模板，A=3，均值為0，方差為1均值濾波和中值濾波結(jié)果圖（a)100個(gè)呼吸信號(hào)模板(b)均值濾波(c)中值濾波圖40模板為100個(gè)呼吸信號(hào)模板，A=3，均值為0，方差為1均值濾波和中值濾波結(jié)果圖%線(xiàn)性相關(guān)、線(xiàn)性相干、線(xiàn)性卷積以方波、正弦、指數(shù)衰減、指數(shù)正弦衰減信號(hào)為例%（a）線(xiàn)性想干函數(shù)（b）線(xiàn)性相關(guān)函數(shù)(c)線(xiàn)性卷積