DSP實(shí)現(xiàn)癲癇腦電信號(hào)處理

1 引 言

　　癲癇的診斷主要依靠臨床病史，腦電圖檢查可作為一種極有價(jià)值的輔助診斷手段。本文選用基于TI公司的TMS320C54X系列的DSP芯片開發(fā)平臺(tái)。借助DSP快速數(shù)據(jù)處理的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)癲癇腦電信號(hào)進(jìn)行小波變換，然后濾除小尺度(高頻)成分，保留大尺寸(低頻)成分，最后再對(duì)處理后的信號(hào)進(jìn)行重建。實(shí)現(xiàn)流程如圖1所示。

　　2 離散小波變換算法

　　離散小波變換的一個(gè)突破性成果是S.Mallat于1989年在多分辨分析的基礎(chǔ)上提出的快速算法一一Mallat算法[2]。Mallat算法在小波分析中的作用相當(dāng)于快速傅里葉變換(FFT)在傅里葉分析中的作用，他標(biāo)志著小波分析走上了寬闊的應(yīng)用領(lǐng)域。Mallat算法又稱為塔式算法，他由小波濾波器H，G和h，g對(duì)信號(hào)進(jìn)行分解和重構(gòu)[3]。分解算法為：

　　式中，t為離散時(shí)間序列號(hào)，t=1，2，…，N;f(t)為原始信號(hào);j為層數(shù)或小波尺度，j=1，2，…，J，J=log2N;H，G

　　為時(shí)域中的小波分解濾波器，實(shí)際上是濾波器系數(shù);Aj為信號(hào)f(t)在第j層的逼近部分(即低頻成分)的小波系數(shù);Dj為信號(hào)f(t)在第j層的細(xì)節(jié)部分(即高頻部分)的小波系數(shù)。

　　式(1)的含義是：假定所檢測(cè)的離散信號(hào)f(t)為A。信號(hào)，信號(hào)f(t)在第2j尺度(第j層)的近似部分，即低頻部分的小波系數(shù)Aj是通過第2j-1尺度(第j-1層)的逼近部分的小波系數(shù)Aj-1與濾波器H卷積，然后將卷積的結(jié)果隔點(diǎn)采樣得到的;而信號(hào)f(t)在第2j尺度(第j層)的細(xì)節(jié)部分，即高頻部分的小波系數(shù)Dj是通過第2j-1尺度(第j-1層)的逼似部分的小波系數(shù)與分解濾波器G卷積，然后將卷積的結(jié)果隔點(diǎn)采樣得到的。

　　通過式(1)的分解，在每一尺度2j上(或第j層上)信號(hào)f(t)被分解為近似部分的小波系數(shù)Aj(在低頻子帶上)和細(xì)節(jié)部分的小波系數(shù)D，(在高頻子帶上)。

　　重構(gòu)算法為：