توضیحات
پروژه استخراج ویژگی های سیگنال ECG قلب با متلب
در این پروزه یک روش استخراج پیکهای R , QRS از یک سیگنال ECG انتحاب شده و با کمک متلب برنامه نویسی شده است. یک گزارش از روند کار همراه برنامه ارایه گردیده است. فایلهای پروژه شامل یک فایل ورد به همراه توضیحات کامل و کدهای نرم افزار متلب در آن و دو فایل صوتی ضربان قلب با فرمت wav. می باشد. در زیر قسمتهایی از پروژه آمده است:
مقدمه
آنالیز موجک (Wavelet Analysis) یکی از دستاوردهای نسبتا جدید و هیجان انگیز ریاضیات محض که مبتنی بر چندین دهه پژوهش در آنالیز همساز است، امروزه کاربردهای مهمی در بسیاری از رشته های علوم و مهندسی یافته و امکانات جدیدی برای درک جنبه های ریاضی آن و نیز افزایش کاربردهایش فراهم شده است .
در آنالیز موجک هم مانند آنالیز فوریه با بسط تابع ها سروکار داریم ولی این بسط برحسب «موجک ها» انجام می شود.موجک تابع مشخص مفروضی با میانگین صفر است و بسط برحسب انتقالها و اتساعهای این تابع انجام می گیرد، بر خلاف چند جمله ای های مثلثاتی، موجک ها در فضا بصورت موضعی بررسی می شوند و به این ترتیب ارتباط نزدیکتری بین بعضی توابع و ضرایب آن ها امکان پذیر می شود و پایداری عددی بیشتری در باز سازی و محاسبات فراهم می گردد. هر کاربردی را که مبتنی بر تبدیل سریع فوریه است می توان با استفاده از موجک ها فومول بندی کرد و اطلاعات فضایی (یا زمانی) موضعی بیشتری بدست آورد. بطور کلی، این موضوع بر پردازش سیگنال و تصویر و الگوریتم های عددی سریع برای محاسبه عملگرهای انتگرالی اثر می گذارد.
آنالیز موجک همراه با تبدیل سریع فوریه در تحلیل سیگنالهای گذرایی که سریعا تغییر می کنند، صدا و سیگنالهای صوتی، جریان های الکتریکی در مغز، صداهای زیر آبی ضربه ای و داده های طیف نمایی NMR، و در کنترل نیروگاههای برق از طریق صفحه ی نمایش کامپیوتر بکار رفته است. و نیز بعنوان ابزاری علمی، برای روشن ساختن ساختارهای پیچیده ای که در تلاطم ظاهر می شوند، جریان های جوی، و در بررسی ساختارهای ستاره ای از آن استفاده شده است. این آنالیز به عنوان یک ابزار عددی می تواند مانند تبدیل سریع فوریه تا حد زیادی از پیچیدگی محاسبات بزرگ مقیاس بکاهد، بدین ترتیب که با تغییر هموار ضریب، ماتریس های متراکم را به شکل تنکی که به سرعت قابل محاسبه باشد در آورد. راحتی و سادگی این آنالیز باعث ساختن تراشه هایی شده است که قادر به کدگذاری به نحوی بسیار کارا، و فشرده سازی سیگنالها و تصاویرند. آنالیز موجک امروزه کاربردهای فراوانی پیدا کرده است که از آن جمله می توان به کاربرد آن در تصویر برداری پزشکی (MRI) و سی تی اسکن (CAT)، جداسازی بافت های مغزی از تصاویر تشدید مغناطیس، تشخیص خودکار خوشه های میکروکلسیفیکاسیون، تحلیل تصاویر طیفی تشدید مغناطیسی (MR Spectrorscopy) و عملکردهای تشدید مغناطیسی (F MRI) اشاره نمود.
تبدیل موجک ( Wavelet Transform )
– تبدیل
تبدیل یک عملیات ریاضی است که یک تابع یا دنباله ریاضی را گرفته و آنرا به یک تابع یا دنباله دیگر می نگارد.
-دلایل استفاده ازتبدیل:
- تبدیل یک تابع ممکن است اطلاعات پنهان یااضافی در مورد تابع اصلی بدهد که مستقیما از خود تابع اصلی قابل استخراج نباشد.
- تبدیل یک معادله ممکن است حل آن را آسان کند مانند تبدیلات لاپلاس وفوریه.
- تبدیل یک تابع) دنباله(ممکن است به فضاي ذخیره سازي کمتري نیاز داشته باشد ازاین رو می توان از آن به عنوان ابزاري جهت فشرده سازي اطلاعات استفاده کرد.
- ممکن است اعمال یک عملیات خاص بر تبدیل تابع آسان تر باشد مانند قضیه کانو لوشن.
باتوجه به این که تبدیل فوریه تنها بیان کننده این است که فرکانس در سیگنال موردنظروجودداردیاخیر،اماهیچ نوع اطلاعاتی درمورد بازه زمانی متناظر باپدیداري آن فرکانس دراختیارنمیگذارد . لذاتوجه به ایستا بودن یا نبودن سیگنال،پیش ازانجام آنالیزفوریه الزامی است.
آنالیز چند رزولوشنه:
مشکل رزولوشن ثابت در تبدیل فوریه زمان – کوتاه ریشه در اصل عدم قطعیت هایزنبرگ دارد. طبق این اصل نمی توان توصیف زمان- فرکانس یک سیگنال را به طور دقیق داشت، یعنی نمی توان فهمید که در یک سیگنال به طور دقیق چه مولفه هاي فرکانسی در چه زمان هایی وجود دارد ،بلکه تنها می توان فهمید که در کدام بازه هاي زمانی، چه باند فرکانسی موجود است. این اصل به طور مستقیم به مفهوم رزولوشن برمی گردد. اگرچه مشکلات رزولوشن زمان و فرکانس در نتیجه یک پدیده فیزیکی) اصل عدم قطعیت هایزنبرگ( بوده وربطی به نوع تبدیل مورد استفاده ندارد، می توان از یک رویکرد جایگزین براي تحلیل سیگنال ها استفاده نمود که اصطلاحا آنالیز چند رزولوشنه (Multi_resolution analysis) نامیده می شود. در ادامه با این مفهوم بیشتر آشنا شده و نهایتا از آن به عنوان سنگ بناي تبدیل ویولت بهره خواهیم برد.
منظور از آنالیز چند رزولوشنه، تحلیل سیگنال در فرکانس هاي مختلف با رزولوشن هاي متفاوت است. بدین ترتیب، بر خلاف تبدیل فوریه زمان- کوتاه، در آنالیز چند رزولوشنه، با هریک از مولفه هاي فرکانسی به طور یکسان رفتارنمی شود.در حقیقت هدف آنالیز چند رزولوشنه، ارائه رزولوشن زمانی مناسب و رزولوشن فرکانسی نادقیق در فرکانس هاي بالا و در مقابل، رزولوشن فرکانسی خوب و رزولوشن زمانی ضعیف در فرکانس هاي پایین است. این رویکرد به ویژه در کاربردهایی که سیگنال مورد تحلیل داراي مولفه هاي فرکانس بالا در مدت زمان کوتاه بوده و مولفه هاي فرکانس پایین آن ها براي بازه هاي بلند زمانی باقی می مانند، مفید می باشد. به ویژه این که اکثر قریب به اتفاق سیگنال هایی که در عمل با آن ها مواجه هستیم از این نوع هستند. به عنوان مثال، سیگنال الکتروکاردیوگرام ) نوار قلب( را در نظر بگیرید. این سیگنال داراي یک مولفه با فرکانس نسبتا پائین است که در سرتاسر سیگنال وجود دارد)خط پایه و قطعات بین موج هاي مختلف نوار قلب. ( همچنین این سیگنال داراي مولفه هاي فرکانس بالایی است که تنها براي یک دوره زمانی کوتاه و در اواسط هر سیکل از سیگنال ظاهر می شوند.این مولفه ها همان موج می باشند. در ادامه،تبدیل ویولت به عنوان ابزاري براي آنالیز چند رزولوشنه معرفی خواهد شد…
برخی از تصاویر پروژه:
نکات قابل ذکر:
- پروژه استخراج ویژگی های سیگنال ECG قلب با متلب توسط کارشناسان گروه ۱.۲.۳ پروژه پیاده سازی گردیده و به تعداد محدودی قابل فروش می باشد.
- کدهای این پروژه در فایل ورد به همراه توضیحات گنجانده شده است.
رضا –
پروژه بسیار خوبیست