Matlab信号提取、频谱分析、滤波、阈值设定、寻找极值点

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题目

Write a project report inEnglish. Give and explain the full processes with Matlabprograms

第一步，产生数据
由于原始数据过大不便粘贴，这里模拟出一组数据，在Matlab命令行输入：
t=[0:0.002:5.998]';      %时间轴
d =0:1/1.8:6;          % 尖峰信号
nNoiseECG=sin(2*pi*0.24*t)+2*pulstran(t,d,'tripuls',0.1,1)+0.1*randn(3000,1);% 叠加正弦漂移和尖峰信号以及随机白噪声
plot(t,nNoiseECG)
xlabel('t(s)')
ylabel('Voltage(v)')
title('Original Signal')

第二步，分析信号中的频率成分
命令行输入：
Y = fft(nNoiseECG,16384);%进行16384个点的fft变换
Pyy = Y.* conj(Y) /16384;   %功率谱转换
f = 500*(0:8192)/16384;
plot(f,Pyy(1:8193))
title('Frequency content of y')
xlabel('frequency (Hz)')
axis([0 10 0 1500]);
grid on;
得到功率谱图形，可知原始信号中的低频信号（可以理解为漂移）的频率构成，大约在4Hz以下

第三步，滤掉低频成分
调用fdatool设计高通滤波器（命令行输入fdatool），如图3所示，下限截止频率4Hz，上限20Hz（值越大，滤波后可用的尖峰越多）。

利用M语言进行滤波
在图3所示的fdatool中File->Export，导出到Workspace中。
在命令行输入：
a=filter(Num,1,nNoiseECG);%其中Num即为滤波器的极点参数，1为零点参数，a即滤波后的数据。
plot(t,a)% 滤波后画图
xlabel('t(s)')
ylabel('Voltage(v)')
title('Signal After Filtering')

第四步，阈值去噪
设定阈值为0.5，小于0.5的点设置为0
命令行输入：
for i=1:3000
if (a(i)<0.5)
a(i)=0;
end
end
b=find(diff(sign(diff(a)))<0)+1;%求解极值点序号
plot(t, a,t(b), a(b),'r*') %画出去噪声后的波形，由于滤波的关系，前一秒钟的信号异常，因此只画1s以后的数据
xlabel('t(s)')
ylabel('Voltage(v)')
axis([1 6 0 2]);
title('Final Signal')
grid on

第五步，调整阈值去噪
根据图6，可以看到在第5，6个波峰处出现了多个极值点，因此考虑调高阈值进行去噪。设定阈值为0.85，小于0.85的点设置为0
命令行输入：
for i=1:3000
if (a(i)<0.5)
a(i)=0;
end
end
b=find(diff(sign(diff(a)))<0)+1;%求解极值点序号
plot(t, a,t(b), a(b),'r*')%画出去噪声后的波形，由于滤波的关系，前一秒钟的信号异常，因此只画1s以后的数据
xlabel('t(s)')
ylabel('Voltage(v)')
axis([1 6 0 2]);
title('Final Signal')
grid on

第六步，确定RR时间间隔
取最后9个脉冲时间间隔取平均，得到RR时间间隔和频率
命令行输入：
(t(b(9))-t(b(1)))/10
10/(t(b(9))-t(b(1)))