(书)生物医学信号处理

《生物医学信号处理》课程教学大纲
刘海龙、曾绍群、黄敏
一、名称：生物医学信号处理Biomedical Signal processing
二、课程编码:0700942
三、学时与学分：40/2.5
四、先修课程：随机过程与数理统计、微机原理、信号与线性系统、
数字信号处理
五、课程教学目标
本课程为生物医学工程专业的一门专业课，它是在随机信号的基本分析方法基础上，结合生物医学信号的特点介绍常用的统计处理方法，包括生物电磁信号的起源及测量、离散随机信号、检测、估计、匹配滤波、维纳滤波、参数模型与自适应处理方法及上述方法的具体应用。

通过本课程的学习，使学生理解信号处理在提取生物弱电信号中的作用，并掌握运用计算机数据处理技术分析处理心电、脑电等随机生理信号。

六、适用学科专业
生物医学工程专业
七、基本教学内容与学时安排
●前言(0.5学时)
物医学信号处理的任务
物医学信号的特点
●检测方法的基本概念(1.5学时)
各种检测准则（检测判椐）
极大后验概率准则
最小失误率准则
贝叶斯准则
●纽曼—皮尔逊准则(2学时)
纽曼—皮尔逊准则
多次观察
观察是离散型随机变量时的情况
观察是连续型随机变量时的情况
多元检测
●参数估计的基本原理(2学时)
贝叶斯估计
极大似然估计
矢量引申
应用举例
估计的进一步举例
估计量的性质
非随机参数的克拉美-劳下限和极大似然估计
随机参数的克拉美-劳不等式及极大后验概率估计
均方估计的无偏性质
●线性估计(2学时)
线性估计概述
线性均方估计
●递归的线性最小均方误差估计(2学时)
递归线性估计的初步概念
递归线性估计算法的推导
最小二乘估计
●功率谱估计的现代方法(2学时)
谱估计的参数模型方法
AR 模型的Yule-Walker 方程
Levinson-Durbin 算法
● AR 模型的稳定性及其阶的确定(2学时)
AR 谱估计的性质
AR 谱估计隐含着自相关函数的外推
AR 谱估计与线性预测谱估计等效
AR 谱估计与最大熵谱估计等效）
AR 谱估计等效于最佳白化处理
AR 谱估计的界 ……
●格形滤波器(2学时)
AR 模型参数提取方法
Yule-Walker 法
协方差法
Burg 法
● AR 谱估计的异常现象及其补救措施(2学时)
虚假谱峰
谱线分裂
噪声对AR 谱估计影响
MA 和ARMA 模型谱估计
●白噪声背景下的匹配滤波器(2学时)
概论
离散时间形式下的匹配滤波器
相关检测——似然比检验的扩展
●非白噪声下的匹配滤波器(2学时)
预白化滤波器)(1z H 的设计
匹配滤波器)(2z H 的设计
应用实例
相干平均法提取诱发响应
基本原理
噪声相关的情况
响应波形随机性的影响
潜伏期随机性的影响
减少累加次数
●波形线性均方估计的正交原理(2学时)
维纳——霍夫（Wiener-Horf ）积分方程
非因果的维纳滤波器
因果的维纳滤波器
●预测问题(2学时)
信号预测
后验维纳滤波和互补维纳滤波
应用实例
●自适应处理横向结构的随机梯度法(2学时)
随机梯度法
应用实例
自适应噪声抵消
自适应谱线增强
自适应系统辨识
●格形结构(2学时)
随机梯度法的引申
格形结构的随机梯度法
●递归最小二乘法(2学时)
递归最小二乖法的含义
传统算法的推导
进一步讨论
●自发脑电信号处理(2学时)
脑电图瞬态的提取
准平稳分段
特征提取-传统方法
时域波形的直接分析
从频域上提取脑电特征
●特征提取——现代方法 (2学时)
参数模型
递归估计
●听觉诱发响应信号的提取与处理(2学时)
BAEP信号的提取
客观的听力阈值检测
●视觉诱发电位信号的处理(2学时)
从噪声中提驭VEP信号的几种方法
VEP信号的分解
八、教材及参考书：
教材：生物医学信号处理,刘海龙编,化学工业出版社,2005年
参考书：
1．生物医学随机信号处理，沈凤麟、陈和晏编，中国科学技术大学出版社，1999年
2．生理系统分析白噪声法，P.Z. 马黑雷斯，V.Z. 马黑雷斯著，
钟延炯等译，科学出版社，1990年
3．现代生物医学工程，朱翠玲等编，中国科学技术出版社， 1992年
九、考核方式
笔试。