《生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱

《生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)》教學(xué)大綱課程英文名BiomedicalSignalProcessingPractice課程代碼03P0045學(xué)分2總學(xué)時(shí)2周課程類別集中實(shí)踐環(huán)節(jié)先修課程高等數(shù)學(xué)信號(hào)處理原理生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理課程性質(zhì)必修適用專業(yè)生物醫(yī)學(xué)工程開(kāi)課學(xué)院信息工程學(xué)院一、課程地位與課程目標(biāo)（一）課程地位信號(hào)處理類課程是生物醫(yī)學(xué)工程的專業(yè)核心課程，《生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)》是信號(hào)處理類課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過(guò)三門(mén)先修課程：《高等數(shù)學(xué)》、《信號(hào)處理原理》和《生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理》的學(xué)習(xí)，學(xué)生在對(duì)信號(hào)檢測(cè)與處理的理論及方法有了深入理解和掌握的基礎(chǔ)上，需要掌握運(yùn)用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)分析處理心電、腦電等隨機(jī)生理信號(hào)的實(shí)踐能力。通過(guò)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)，為學(xué)生以后進(jìn)行后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和醫(yī)學(xué)儀器研制和開(kāi)發(fā)提供必要的知識(shí)和技能。（二）課程目標(biāo)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)以培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)理解、知識(shí)綜合應(yīng)用和實(shí)踐能力的思想為指導(dǎo)，讓學(xué)生掌握并學(xué)會(huì)應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)信號(hào)的處理與特征提取。課程設(shè)計(jì)的項(xiàng)目設(shè)置依據(jù)知識(shí)難度逐次類推的原則，分別設(shè)置了6個(gè)項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理課程知識(shí)的綜合應(yīng)用和知識(shí)拓展。具體來(lái)說(shuō)，課程設(shè)計(jì)完成下面四個(gè)目標(biāo)：生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理中的濾波器設(shè)計(jì)包括一般濾波器設(shè)計(jì)和維納濾波器設(shè)計(jì)醫(yī)學(xué)信號(hào)的譜估計(jì)醫(yī)學(xué)信號(hào)的特征提取工程類人才的工匠精神素質(zhì)二、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求2畢業(yè)要求3畢業(yè)要求4畢業(yè)要求5畢業(yè)要求9課程目標(biāo)1HHH課程目標(biāo)2HH課程目標(biāo)3HH課程目標(biāo)4H三、設(shè)計(jì)選題及任務(wù)要求序號(hào)參考選題任務(wù)與要求1醫(yī)學(xué)信號(hào)的預(yù)處理1.設(shè)計(jì)一般濾波器實(shí)現(xiàn)特定頻段的含噪聲醫(yī)學(xué)信號(hào)的預(yù)處理2.設(shè)計(jì)維納濾波器實(shí)現(xiàn)白噪聲等隨機(jī)噪聲2心電信號(hào)的R波檢測(cè)1.根據(jù)閱讀的文獻(xiàn)，總結(jié)常用的R波檢測(cè)算法2.實(shí)現(xiàn)一種R波檢測(cè)算法，對(duì)ECG信號(hào)進(jìn)行R波檢測(cè)。3基于特征信息提取的睡眠分期1.選擇一種醫(yī)學(xué)信號(hào)或者幾種醫(yī)學(xué)信號(hào)的組合，總結(jié)具體進(jìn)行睡眠分期時(shí)，應(yīng)選擇那些算法，通過(guò)計(jì)算這些醫(yī)學(xué)信號(hào)的哪些特征參數(shù)，使得這些參數(shù)值可反映睡眠的不同狀態(tài)。2.研究所選擇的算法并用合適的軟件實(shí)現(xiàn)。3.算法所得數(shù)值與實(shí)際給出的睡眠分期進(jìn)行對(duì)比研究，討論該數(shù)值不同范圍是否可反映睡眠不同狀態(tài)。4生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的參數(shù)建模及功率譜分析1.編寫(xiě)函數(shù)解Y-W方程，對(duì)相關(guān)醫(yī)學(xué)信號(hào)進(jìn)行參數(shù)建模2.運(yùn)用周期圖法對(duì)醫(yī)學(xué)信號(hào)進(jìn)行功率譜估計(jì)3.運(yùn)用AR參數(shù)建模法對(duì)醫(yī)學(xué)信號(hào)進(jìn)行功率譜估計(jì)5自適應(yīng)濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)1.設(shè)計(jì)一個(gè)自適應(yīng)濾波器，實(shí)現(xiàn)心電信號(hào)的預(yù)處理（主要為去噪）。2.設(shè)計(jì)一個(gè)自適應(yīng)濾波器，并從心電信號(hào)中提取出QRS波。6中國(guó)生理信號(hào)挑戰(zhàn)賽根據(jù)挑戰(zhàn)賽的要求和提供的數(shù)據(jù)，任選一個(gè)任務(wù)完成注：其中，項(xiàng)目6為選做，下面三種項(xiàng)目組合方案可任選一種完成：方案一：項(xiàng)目1、2、4方案二：項(xiàng)目1、3、4方案三：項(xiàng)目4、6四、課程設(shè)計(jì)的主要進(jìn)程與時(shí)間安排序號(hào)主要進(jìn)程教學(xué)內(nèi)容時(shí)間分配1醫(yī)學(xué)信號(hào)的預(yù)處理FIR濾波器、IIR濾波器、維納濾波器設(shè)計(jì)第3天2醫(yī)學(xué)信號(hào)的特征提取運(yùn)用一定的數(shù)學(xué)算法，運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)采集的醫(yī)學(xué)信號(hào)特征提取第10天3生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的參數(shù)建模及功率譜分析醫(yī)學(xué)信號(hào)的參數(shù)建模和功率譜估計(jì)第13天注：進(jìn)程安排的最少時(shí)間為0.5天。五、課程考核與成績(jī)?cè)u(píng)定考核類別考試考核形式實(shí)物制作、面試成績(jī)?cè)u(píng)定論文（30%）+程序設(shè)計(jì)（50%）+面試（20%）成績(jī)登記方式五級(jí)制六、推薦教材與主要參考書(shū)（一）推薦教材：《數(shù)字信號(hào)處理—原理、算法與應(yīng)用》JohnG.Proakis,DimitrisG.Manolakis著，方艷梅，劉永清等譯，電子工業(yè)出版社，2016年8月第1版。（二）主要參考書(shū)：1、《生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理》，劉海龍編著，化學(xué)工業(yè)出版社，1990年2、《生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理》，楊福生、高上凱，高等教育出版社，1989年3、《生物醫(yī)學(xué)隨機(jī)信號(hào)處理》，沈鳳麟、陳和晏編，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，1999年4、《現(xiàn)代生物