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Análise e Processamento de sinais fisiológicos

Análise e Processamento de sinais fisiológicos. Introdução Sinais Representação Domínio do tempo Características Amax - Amin - Potência – média – desvio padrão Domínio da Frequência Caracteríticas Fmax Fmin Fmed Características de um sinal Exemplo com sinais electromiográficos

adamdaniel
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Presentation Transcript

  1. Análise e Processamento de sinais fisiológicos

  2. Introdução Sinais Representação Domínio do tempo Características Amax - Amin - Potência – média – desvio padrão Domínio da Frequência Caracteríticas Fmax Fmin Fmed Características de um sinal Exemplo com sinais electromiográficos Exemplo com sinais de força Ruído Sistema Aquisição – amostragem – processamento – resultado Diagrama de blocos Amostragem Teorema da amostragem (nyquist) Fs>2fmax Efeito de aliasing Modulação PCM Erros de amostragem Processamento Domínio do tempo Amplifição Rectificação Suavização Remoção da Média Nomalização em amplitude Normalização no tempo Integração Derivar / encontrar o máximo Domínio da frequência Passa Baixo Passa Alto Passa Banda Exemplo de um sistema Sincronia de um canal de força com o sinal elecromiográfico Determinação da envolvente de um sinal electromiográfico Sistema de Jonsson Referências Índice

  3. Imagem Tomografia Deteção de movimento ... Medicina Electrocardigrafia Electromiografia Electroencefalografia ... Aplicações do processamento de sinais Telecomunicações Radar Compressão de sinais ... Som Reconhecimento da fala Sintese de fala Musica [composição e tratamento] ... Introdução

  4. Sinais

  5. Sinal fisico Som Temperatura Actividade Muscular Força Luz Transdutor Sinal Electrico Aquisição de um sinal

  6. Função • y=Sin(x) • Série de amostras … Representação de um sinal

  7. Continuo Discreto • Periódico • Não Periódico Tipos de Sinais

  8. Valor Máximo max(xi) Valor Mínimo Min(xi) Valor pico a pico Vpp = max-min Max Vpp Média Desvio padrão Min Características de um sinalDomínio do Tempo

  9. Média Desvio padrão Características de um sinalDomínio do Tempo

  10. Histograma

  11. Série de Fourier: Todos os sinais se podem decompor numa soma de sinusoides. f = 1/t t=1/f Domínio da Frequência

  12. Série de Fourier Onda quadrada

  13. Espectro de frequência • escala linear • escala logaritmica (dB) • dB= 10 log10(P) wo 3*wo 5*wo Série de fourierOnda quadrada

  14. Espectrograma

  15. Vmax=2.1705 mV Vmin = -2.5957 mV Vpp = 4.7662 mV Fpeak = 30Hz Fmax = 100Hz Fmin= 10Hz Sinal electromiografico

  16. Vmax= 97.93 mV Vmin = 5.48 mV Vpp = 92.45 mV Fpeak= 0.1Hz Fmax = 3Hz Fmin = 0.1Hz Sinal de Força

  17. Tipos de ruído • Constante • Local • Fontes de ruído • Más ligações • 50 Hz da rede • Má colocação do transdutor • Mau desenho do sistema de aquisição Ruído

  18. SNR (signal to noise ratio)= 10log(Ps/Pn) (db) 6,9 db 0 db -4,7 db Relação sinal Ruído

  19. Sistema

  20. Sistema Sinal Entrada SinalSaída Sistema

  21. Aquisição Amostragem Processamento Sinalfísico Resultado Sistema de aquisição e processamento de sinais

  22. Codificar um sinal analógico Qual a frequência de amostragem Qual o número de niveis a usar Amostragem

  23. Relação entre Freq. Amostragem e Freq do Sinal – efeito de Aliasing Fa=10Fs Fa=3Fs Fa=Fs Fa=Fs/10 Teorema de Nyquist: Fam>2*Fmax Teorema da Amostragem

  24. Discretização da amplitude: Modulação por pulsos codificada. PCM

  25. Codificação de uma amostra em código binário Nº bits Níveis de codificação (2^nbits) 1 2 2 4 3 8 4 16 5 32 6 64 7 124 8 256 ... 16 65536 Niveis de codificação de um sinal

  26. Num= 2^3*b3 + 2^2*b2+2^1*b1+2^0*b0 Num= 8*b3 + 4*b2 + 2*b1 + 1*b0 Código binário

  27. Processamentono tempo

  28. Remoção da média

  29. Rectificação

  30. Amplificação

  31. Normalização no tempo

  32. Normalização na amplitude

  33. Suavização (smoothing)

  34. Derivar

  35. Integrar

  36. Processamentona frequência

  37. Filtragem

  38. 1ª Ordem Fpass = 500 Hz Fstop = 800 Hz 2ª Ordem Fpass = 500 Hz Fstop = 600 Hz Ordem de um filtro

  39. Filtro sem atraso

  40. Exemplos

  41. AjusteMáximos Detecção limites Derivar Filtro PB Força Potencia do sinal EMG na zona activa Integrar Filtro PB Corte Rectificação EMG Sincronização de um sinal EMG com um sinal de força

  42. Exemplo de sincronização

  43. 50Hz Filtrar o Sinal de Força

  44. x(t) • dx(t)/dt Derivar o sinal de força

  45. Detecção de limites

  46. Electromiograma suavizadoversus sinal de força

  47. Integração do sinal EMG

  48. Sistema de Jonsson

  49. Sistema WIDAM

  50. Veloso, António et Al. Electromiografia? FMH 1995? • Smith, Steven, Digital Signal Processing Guide, California Technical Publishing, Segunda edição, 1999 - versão digital gratuita em http://www.guidedsp.com • Silva, Gustavo, Processamento Digital de Sinais, editado por Escola Superior de Tecnologia de Setúbal,2000 • Haykin, Simon, Signals and Systems, John Wiley & sons, 1999 Referências

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