《生物医学信号处理课程设计》课程教学大纲

《生物医学信号处理课程设计》教学大纲课程英文名BiomedicalSignalProcessingPractice课程代码03P0045学分2总学时2周课程类别集中实践环节先修课程高等数学信号处理原理生物医学信号处理课程性质必修适用专业生物医学工程开课学院信息工程学院一、课程地位与课程目标（一）课程地位信号处理类课程是生物医学工程的专业核心课程，《生物医学信号处理课程设计》是信号处理类课程的实践环节。通过三门先修课程：《高等数学》、《信号处理原理》和《生物医学信号处理》的学习，学生在对信号检测与处理的理论及方法有了深入理解和掌握的基础上，需要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的实践能力。通过生物医学信号处理课程设计，为学生以后进行后续课程的学习和医学仪器研制和开发提供必要的知识和技能。（二）课程目标生物医学信号处理课程设计以培养学生的知识理解、知识综合应用和实践能力的思想为指导，让学生掌握并学会应用计算机技术实现医学信号的处理与特征提取。课程设计的项目设置依据知识难度逐次类推的原则，分别设置了6个项目，实现了生物医学信号处理课程知识的综合应用和知识拓展。具体来说，课程设计完成下面四个目标：生物医学信号处理中的滤波器设计包括一般滤波器设计和维纳滤波器设计医学信号的谱估计医学信号的特征提取工程类人才的工匠精神素质二、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）毕业要求2毕业要求3毕业要求4毕业要求5毕业要求9课程目标1HHH课程目标2HH课程目标3HH课程目标4H三、设计选题及任务要求序号参考选题任务与要求1医学信号的预处理1.设计一般滤波器实现特定频段的含噪声医学信号的预处理2.设计维纳滤波器实现白噪声等随机噪声2心电信号的R波检测1.根据阅读的文献，总结常用的R波检测算法2.实现一种R波检测算法，对ECG信号进行R波检测。3基于特征信息提取的睡眠分期1.选择一种医学信号或者几种医学信号的组合，总结具体进行睡眠分期时，应选择那些算法，通过计算这些医学信号的哪些特征参数，使得这些参数值可反映睡眠的不同状态。2.研究所选择的算法并用合适的软件实现。3.算法所得数值与实际给出的睡眠分期进行对比研究，讨论该数值不同范围是否可反映睡眠不同状态。4生物医学信号的参数建模及功率谱分析1.编写函数解Y-W方程，对相关医学信号进行参数建模2.运用周期图法对医学信号进行功率谱估计3.运用AR参数建模法对医学信号进行功率谱估计5自适应滤波器的设计与实现1.设计一个自适应滤波器，实现心电信号的预处理（主要为去噪）。2.设计一个自适应滤波器，并从心电信号中提取出QRS波。6中国生理信号挑战赛根据挑战赛的要求和提供的数据，任选一个任务完成注：其中，项目6为选做，下面三种项目组合方案可任选一种完成：方案一：项目1、2、4方案二：项目1、3、4方案三：项目4、6四、课程设计的主要进程与时间安排序号主要进程教学内容时间分配1医学信号的预处理FIR滤波器、IIR滤波器、维纳滤波器设计第3天2医学信号的特征提取运用一定的数学算法，运用计算机软件实现采集的医学信号特征提取第10天3生物医学信号的参数建模及功率谱分析医学信号的参数建模和功率谱估计第13天注：进程安排的最少时间为0.5天。五、课程考核与成绩评定考核类别考试考核形式实物制作、面试成绩评定论文（30%）+程序设计（50%）+面试（20%）成绩登记方式五级制六、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材：《数字信号处理—原理、算法与应用》JohnG.Proakis,DimitrisG.Manolakis著，方艳梅，刘永清等译，电子工业出版社，2016年8月第1版。（二）主要参考书：1、《生物医学信号处理》，刘海龙编著，化学工业出版社，1990年2、《生物医学信号处理》，杨福生、高上凯，高等教育出版社，1989年3、《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4、《现代生物