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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
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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
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
Sinal fisico Som Temperatura Actividade Muscular Força Luz Transdutor Sinal Electrico Aquisição de um sinal
Função • y=Sin(x) • Série de amostras … Representação de um sinal
Continuo Discreto • Periódico • Não Periódico Tipos de Sinais
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
Média Desvio padrão Características de um sinalDomínio do Tempo
Série de Fourier: Todos os sinais se podem decompor numa soma de sinusoides. f = 1/t t=1/f Domínio da Frequência
Espectro de frequência • escala linear • escala logaritmica (dB) • dB= 10 log10(P) wo 3*wo 5*wo Série de fourierOnda quadrada
Vmax=2.1705 mV Vmin = -2.5957 mV Vpp = 4.7662 mV Fpeak = 30Hz Fmax = 100Hz Fmin= 10Hz Sinal electromiografico
Vmax= 97.93 mV Vmin = 5.48 mV Vpp = 92.45 mV Fpeak= 0.1Hz Fmax = 3Hz Fmin = 0.1Hz Sinal de Força
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
SNR (signal to noise ratio)= 10log(Ps/Pn) (db) 6,9 db 0 db -4,7 db Relação sinal Ruído
Sistema Sinal Entrada SinalSaída Sistema
Aquisição Amostragem Processamento Sinalfísico Resultado Sistema de aquisição e processamento de sinais
Codificar um sinal analógico Qual a frequência de amostragem Qual o número de niveis a usar Amostragem
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
Discretização da amplitude: Modulação por pulsos codificada. PCM
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
Num= 2^3*b3 + 2^2*b2+2^1*b1+2^0*b0 Num= 8*b3 + 4*b2 + 2*b1 + 1*b0 Código binário
1ª Ordem Fpass = 500 Hz Fstop = 800 Hz 2ª Ordem Fpass = 500 Hz Fstop = 600 Hz Ordem de um filtro
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
50Hz Filtrar o Sinal de Força
x(t) • dx(t)/dt Derivar o sinal de força
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