基于FPGA的彩超信号处理中的壁滤波器设计与实现

目的:探索一种投影初始化无限冲激响应(ⅡR)壁滤波器的设计以及其在现场可编辑门阵列(FPGA)平台上的实现.方法:首先,利用矩阵实验室(Matlab)矩阵运算的优势,进行算法的仿真,通过对仿真结果的分析,初步评估该算法的有效性;其次,将算法进行理论上的优化,以使其能满足在硬件上运行的可行性;最后,根据现场可编辑门阵列(FPGA)的结构特点以及该算法的运算特点,提出了一种硬件运算结构来实现该滤波器算法.结果:这种投影初始化无限冲激响应(ⅡR)壁滤波器能充分利用可编辑门阵列(FPGA)并行运算的特点提高运算效率,并能有效的抑制人体内反射回来的杂波信号,提取出了血流的多普勒频移.结论:投影初始化无限冲激响应(ⅡR)壁滤波器在现场可编辑门阵列(FPGA)里得到了实现.     

声光可调谐滤波器的细胞生物学研究应用

波长选择在荧光光谱仪和显微镜等光学应用中发挥了至关重要的作用。声光可调谐滤波器(AOTF)作为一种电光器件可实现多光源入射波长、功率的同时调制。在声光可调谐滤波器中,压电换能器结合于二氧化碲或石英晶体产生高频声波,改变晶体折射率形成周期性分布。该现象在晶体中生成衍射光栅,使以布拉格角正交入射的光束被高效衍射至一阶光束。当改变施加到晶体的信号频率时将改变折射率变化周期,因此,衍射光的波长随之改变。同时,衍射光强度由施加到晶体的信号振幅决定。本文从声光可调谐滤波器原理和特点出发,总结了声光可调谐滤波器在细胞生物学研究系统中的应用模型。得益于作用时间短、波长分辨率高、无振动部件等特性,声光可调谐滤波器提升了多波长光源功率调制能力,使细胞计数系统具备了细胞高光谱成像能力。所以不仅限于传统细胞生物学研究,包含声光可调谐滤波器件的系统还将在多参数高内涵成像分析、扫描荧光显微术、药物毒理研究等领域成为有力的研究工具。     

基于Unscented卡尔曼滤波器的信号转导通路参数与不可观测状态估计

系统生物学的一个主要目的是建立细胞信号转导通路的数学模型。然而细胞信号转导通路多具有较强非线性、参与生化反应物质多等特点,同时测量数据往往不完备,并且混有来自实验各个阶段的各种噪声,这些都给模型参数估计带来很大困难。该文采用Unscented卡尔曼滤波器估计信号转导通路未知参数与模型不可观测状态。以肿瘤坏死因子诱导的核转录因子κB信号转导通路为例进行了仿真,结果表明,采用该方法可以在噪声干扰下较准确地的估计系统未知参数和不能观测状态。     

ECG 信号QRS 波群检测算法的进展

QRS波群是ECG信号的重要组成部分,是心电信号分析的基础.QRS波群的检测方法已经有很多种实用有效的方法,并逐步地走向成熟,在实际应用中得到实现.本文就QRS波群的检测方法作了具体的整理与分析,较全面的阐述了实际应用中的各种算法,最后作者对检测算法的发展趋势进行了总结和展望.     

基于改进型组织特异纹理滤波器的乳腺肿瘤超声图像处理

基于乳腺超声图像的多参数纹理分类实验,改进了Gjenna Sfippel等的自适应纹理滤波器,通过引入模糊函数、增加重叠区域和迭代次数的措施,在减少图像噪声的同时,增强肿瘤与周围正常组织的视觉差别。量化比较乳腺超声图像经该滤波算法和几种常用滤波算法处理前后的的统计特征参量和肿瘤边缘检测的精确率,验证了该算法的有效性和优越性。     

生理信号回归问题的一种解法

一自适应在线过程可通过Kalman滤波表示为时间变多变量的的自回归模型。时变模型的参数的估计能被用以计算线相关的瞬时测量,此方法对生理信号的分析非常有用。本文着重讨论了在呼吸运动,心率波动,血压的分析中的应用。     

│ω│滤波器对光声成像的影响

光声成像结合了组织纯光学成像和组织纯声学成像的优点,是一种很有潜力的无损伤的医学成像技术。本文研究了四种不同的ω滤波器,即RL滤波器,SL滤波器,改进的SL滤波器和Kwoh-R eed滤波器,利用滤波反投影算法分析了它们对光声图像重建质量的影响,由仿真和实验结果表明,Kwoh-R eed滤波器对强噪音有着很好的抑制作用,能明显的提高图像的对比度。实验所用的光源为YAG激光器,波长为532 nm,重复频率为30 H z,脉宽为7 ns,探测器为针状的PVDF膜水听器,接收面积的直径为1 mm。     

|ω|滤波器对光声成像的影响

光声成像结合了组织纯光学成像和组织纯声学成像的优点,是一种很有潜力的无损伤的医学成像技术。本文研究了四种不同的｜ω｜滤波器,即RL滤波器,SL滤波器,改进的SL滤波器和Kwoh-Reed滤波器,利用滤波反投影算法分析了它们对光声图像重建质量的影响,由仿真和实验结果表明,Kwoh-Reed滤波器对强噪音有着很好的抑制作用,能明显的提高图像的对比度。实验所用的光源为YAG激光器,波长为532nm,重复频率为30Hz,脉宽为7ns,探测器为针状的PVDF膜水听器,接收面积的直径为1mm。     

增广Kalman滤波器在维生素C二步发酵中的应用

本文在维生素C二步发酵动力学模型研究的基础上,引进增广Kalman滤波器理论,将数学模型、发酵系统和实际操作等因素引起的偏差归为白噪声序列,用于发酵状态及模型参数的滤波处理。结果表明：滤波估计比模型计算的拟合精度大为提高。通过对模型参数的分析,加深了对该系统动力学特性的认识,为维生素c二步发酵过程的状态估计、状态预测及在线辨识奠定了理论基础。     

基于DSP与FPAA的电化学信号滤波器

目的：研究对自主研发的DNA电化学分析仪所采集电化学信号的噪声的滤除方法。方法：根据电化学噪声信号的特征及其频率分布范围,采用由现场可编程模拟阵列（FPAA）实现的有高阶低通滤波器和基于DSP实现的FIR数字滤波器相结合的方式,对混合在电化学信号中的高频噪声信号进行滤除。结果：对滤波结果进行分析,频率在100HZ以上的噪声信号基本滤除。结论：FPAA与DSP芯片的结合构成了一个稳定性高,线性相位特性好,实时性强的高效滤波器。