检索结果-内蒙古大学图书馆

郑州大学学报（工学版） 2023年第5期44卷 46-52页

作者：黄紫娟涂娟代尊翔福州大学电气工程与自动化学院福建福州350108 福建省医疗器械与医药技术重点实验室福建福州350108

生物电信号属于强噪声背景下的低频微弱信号,工频干扰的滤除很有必要。为保证工频偏移时滤波的精准性和有效性,提出了一种基于频率密度的局部离群因子(FLOF)算法,并结合经验模态分解(EMD)对信号进行自适应去噪。首先,将信号进行短时傅... 详细信息

生物电信号属于强噪声背景下的低频微弱信号,工频干扰的滤除很有必要。为保证工频偏移时滤波的精准性和有效性,提出了一种基于频率密度的局部离群因子(FLOF)算法,并结合经验模态分解(EMD)对信号进行自适应去噪。首先,将信号进行短时傅里叶变换,将局部离群因子算法拓展到频域,通过FLOF找到工频干扰的频率偏移量和偏移时刻;其次,根据偏移时刻对信号进行分段,使用段内瞬时工频的平均值作为段内实际工频;最后,对每段信号进行EMD分解,生成多个不同时间尺度的局部特征分量,仅对包含工频信号的局部特征分量滤波保留更多有用信息。结果表明:此方法频率估计精度较高,在不同信噪比下滤波后信噪比、均方根误差、相似度均得到一定改善。以原信噪比-30 dB为例,相较于最小均方误差滤波和递推最小二乘滤波信噪比提升16.266、7.671 dB,均方根误差减小16.017、4.388 dB,相似度提升0.200、0.013,可以看出所提方法滤波效果优于常规滤波方法。

关键词：生物电信号工频自适应局部离群因子去噪

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表面肌阻抗混合信号的盲源分离电特性提取方法

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华南理工大学学报（自然科学版） 2022年第12期50卷 142-150页

作者：严洪立黄林南高跃明 Željka Lučev VASIĆ Mario CIFREK 福州大学物理与信息工程学院/福建省医疗器械和医药技术重点实验室福建福州350108 萨格勒布大学电气工程与计算学院萨格勒布10436

表面肌阻抗图(sEIM)是肌肉失衡与肌肉疾病状态评估中的重要手段。表面电极获取的皮下多层组织阻抗混合信号包含众多冗余成分。为了提升sEIM检测对目标肌肉状态变化的敏感性,文中将sEIM获取的混合信号作为盲信号,肌肉层阻抗值作为源信号... 详细信息

表面肌阻抗图(sEIM)是肌肉失衡与肌肉疾病状态评估中的重要手段。表面电极获取的皮下多层组织阻抗混合信号包含众多冗余成分。为了提升sEIM检测对目标肌肉状态变化的敏感性,文中将sEIM获取的混合信号作为盲信号,肌肉层阻抗值作为源信号,提出了一种基于阻抗等效分析和盲源分离的肌肉层阻抗分离方法。首先,建立肢体多层圆柱体有限元模型,采用灵敏度方法计算各组织层的阻抗贡献,用于排除冗余微弱信号,并将其等效为以肌肉为目标组织的盲源分离问题;然后,通过数值仿真和在体实验,比较了独立成分分析法、主成分分析法和等变化自适应独立分离法(EASI)的分离效果,获得最优方案并验证方法的可行性。结果显示,采用EASI分离肌肉层阻抗的方法,相关系数大于0.98,抗噪性约为0.8,串音误差收敛于0.876,在体实验中分离的肌肉层阻抗值符合人体阻抗特性规律,表明采用EASI的肌肉层阻抗分离方法能够较好地分离sEIM中肌肉层阻抗值,可用于提升检测目标的肌肉状态变化敏感性。

关键词：肌阻抗图生物电阻抗盲源分离有限元法肌肉

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基于特定任务肌肉协同的用户无关肌电手势识别研究

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仪器仪表学报 2021年第9期42卷 253-261页

作者：郑楠李玉榕张文萱李吉祥福州大学电气工程与自动化学院福州350108 福建省医疗器械与医药技术重点实验室福州350108

表面肌电信号可以反映用户的动作意图,因而成为人机交互的主要控制信号。然而,个体差异性使得用户模型不通用,不利于发展普适性的肌电设备。本文从神经协同控制角度出发,通过非负矩阵分解算法提取肌肉协同,并利用少量新用户预实验数据... 详细信息

表面肌电信号可以反映用户的动作意图,因而成为人机交互的主要控制信号。然而,个体差异性使得用户模型不通用,不利于发展普适性的肌电设备。本文从神经协同控制角度出发,通过非负矩阵分解算法提取肌肉协同,并利用少量新用户预实验数据和最小二乘法,得到与预实验协同相近的新协同作为特征量。为了在低频可穿戴场景的应用考虑,分别在支持向量机、误差反向传播网络、K近邻算法这3个简单易移植的分类器上训练与测试。在Ninapro数据库的DB1(100 Hz)和DB5(200 Hz)中分别开展了4组手势识别实验,平均识别正确率分别为81.12%、78.19%、74.07%、60.11%(DB1)和85.75%、83.25%、79.07%、66.10%(DB5),比现有的低频可在线识别算法高了10%以上。本文算法简单方便,利用现有用户数据和少量新用户预实验数据即可训练分类器,并且从神经协调角度去判断意图,更有利于发展符合人体自然运动的控制方式,为可穿戴肌电设备的普及提供了可行的方案。

关键词：用户无关肌肉协同可穿戴设备手势识别

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基于扩增子测序的瘤胃内含物中木聚糖酶基因多样性研究

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福州大学学报（自然科学版） 2023年第3期51卷 431-438页

作者：张心怡谢秀烨苏华清石贤爱王国增福州大学生物科学与工程学院药物生物技术与工程研究所福建福州350108 福建省医疗器械和医药技术重点实验室福建福州350108

采用高通量扩增子测序技术,对山羊瘤胃微生物宏基因组第10家族(GH10)和第11家族(GH11)木聚糖酶基因多样性进行分析.经序列拼接、过滤和可操作分类单元聚类(<95%),获得348个GH10木聚糖酶基因.GH10木聚糖酶基因片段与GenBank数据库中... 详细信息

采用高通量扩增子测序技术,对山羊瘤胃微生物宏基因组第10家族(GH10)和第11家族(GH11)木聚糖酶基因多样性进行分析.经序列拼接、过滤和可操作分类单元聚类(<95%),获得348个GH10木聚糖酶基因.GH10木聚糖酶基因片段与GenBank数据库中已知蛋白序列的一致性为46%~97%,其中一半以上的序列与已知木聚糖酶的一致性低于80%.序列注释结果表明,GH10木聚糖酶基因分布于5个门,其中拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)为优势门.经序列处理分析,获得143个GH11木聚糖酶基因,与GenBank中已知蛋白序列的一致性为51%~100%.GH11木聚糖酶基因分布于6个门,其中子囊菌门(Ascomycota)和放线菌门(Actinobacteria)为优势门.基于片段序列和染色体步移技术,获得两个新的全长木聚糖酶基因,由其编码的蛋白具有特殊的结构域组成.本研究表明,山羊瘤胃环境中GH10木聚糖酶基因的多样性远高于GH11,且两者的分布存在较大差异.此外,该环境中还存在大量的新木聚糖酶基因,可为后续木聚糖酶基因资源的发掘和应用奠定基础.

关键词：木聚糖酶瘤胃基因多样性宏基因组学扩增子测序

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基于光学相干测振系统的微悬臂梁缺陷检测

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应用光学 2021年第2期42卷 304-309页

作者：贾美英钟舜聪周宁林杰文张秋坤福州大学机械工程及自动化学院福建福州350108 福州大学医疗器械和医药技术重点实验室福建福州350108

提出了基于光学相干测振(optical coherence vibrometer,OCV)系统的微悬臂梁缺陷检测方法。自搭建的OCV系统最大振动位移量程、最大振动频率分别为2.574 mm和138.5 kHz,应用该系统对含缺陷微悬臂梁-附加质量块耦合结构进行振动测量获得... 详细信息

提出了基于光学相干测振(optical coherence vibrometer,OCV)系统的微悬臂梁缺陷检测方法。自搭建的OCV系统最大振动位移量程、最大振动频率分别为2.574 mm和138.5 kHz,应用该系统对含缺陷微悬臂梁-附加质量块耦合结构进行振动测量获得其固有频率,并利用附加质量块对固有频率的影响特性实现了对缺陷的定位。在对系统采集到的干涉光谱信号处理的过程中,采用FFT(fast Fourier transform,FFT)+FT(Fourier transform,FT)细化频谱校正算法进行误差校正,精度可提高1000倍以上,使系统实现纳米量级的位移测量。实验结果表明,该方法能够有效识别微悬臂梁的缺陷位置,为微小型结构的缺陷检测提供了一种新的方法,同时拓展了光学相干测振技术在工程结构无损检测的应用。

关键词：光学相干测振微悬臂梁缺陷检测频谱校正附加质量

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心电形态与节律特征融合的轻量房颤检测模型及可解释性研究

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电子学报 2025年第2期 503-513页

作者：高宁李玉榕陈泓陈文升贾梓豪福州大学电气工程与自动化学院福建省医疗器械和医药技术重点实验室

房颤是一种常见的心律失常，通常与中风、心力衰竭等心血管疾病相关.近年来，虽然有许多研究者使用深度学习方法在房颤检测上取得了重大进展，但所提出的方法大都需要大量的计算资源，并且由于深度学习模型的黑盒效应，模型的检测结果... 详细信息

房颤是一种常见的心律失常，通常与中风、心力衰竭等心血管疾病相关.近年来，虽然有许多研究者使用深度学习方法在房颤检测上取得了重大进展，但所提出的方法大都需要大量的计算资源，并且由于深度学习模型的黑盒效应，模型的检测结果较难以在临床上推广应用.为此，本文提出一种基于特征融合的轻量房颤检测模型并对其开展可解释性研究，模型由ECG(ElectroCardioGram)主干网络和RRI(R-R Interval)支路组成. ECG主干网络使用深度可分离卷积以及少量的标准卷积来提取心电信号的深层形态特征，RRI支路使用多尺度卷积提取RRI的深层节律特征，网络通过融合二者来学习全面鲁棒的特征表示，实现准确的房颤检测.进一步，基于Grad-CAM++来可视化不同特征对于分类结果的贡献实现模型的可解释性分析.本文在长期房颤数据库LTAFDB进行训练与数据集内部测试，准确率达到了97.99%.为了验证模型的泛化性能，利用MIT-BIH心房颤动数据库AFDB与中国生理信号挑战赛数据库CPSC2021开展跨数据集的外部测试，分别取得了95.17%和93.81%的准确率.实验结果表明，本文提出的方法具有轻量级特性，稳定性和准确性良好，同时可解释性深度学习的引入使得本文所提出的方法在房颤的临床诊断中具有更加广阔的应用前景.

关键词：心电信号房颤轻量级神经网络可视化技术特征融合

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环状酪氨酸二肽自组装行为的分子动力学模拟

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福州大学学报（自然科学版） 2022年第6期50卷 863-866页

作者：李佳宇李明林福州大学机械工程及自动化学院福建福州350108 福建省医疗器械与医药技术重点实验室福建福州350108

基于GROMOS 54a7(groningen molecular simulation)力场,利用分子动力学(molecular dynamics,MD)研究环状酪氨酸二肽在水溶液中的自组装行为,探究二肽温度对自组装结构的影响.结果表明,温度不同时,环状酪氨酸二肽可以形成两种结构,在273... 详细信息

基于GROMOS 54a7(groningen molecular simulation)力场,利用分子动力学(molecular dynamics,MD)研究环状酪氨酸二肽在水溶液中的自组装行为,探究二肽温度对自组装结构的影响.结果表明,温度不同时,环状酪氨酸二肽可以形成两种结构,在273和403 K时会形成纳米球,在298~343 K时会形成稳定的纳米柱结构,这可能是由于高温情况下氢键会发生断裂.其中,库仑力、范德华力、氢键协同作用,共同影响环状酪氨酸二肽的组装行为.

关键词：环状酪氨酸二肽分子动力学自组装 GROMOS54A7力场

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基于智能手机的多通道电化学检测装置

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生命科学仪器 2023年第2期21卷 111-115页

作者：韦漪陈星许少腾高跃明福州大学物理与信息工程学院福建福州350108 福州大学福建省医疗器械和医药技术重点实验室福建福州350108

目的:设计了一款基于智能手机的多通道电化学检测装置,能够极大地简化操作步骤、提高检测效率,满足多种场景下的即时检测需求。方法:开发出多通道电路,各通道均可独立运行、实现多种电化学测试方法;设计出两级放大电路,电流检测灵敏度... 详细信息

目的:设计了一款基于智能手机的多通道电化学检测装置,能够极大地简化操作步骤、提高检测效率,满足多种场景下的即时检测需求。方法:开发出多通道电路,各通道均可独立运行、实现多种电化学测试方法;设计出两级放大电路,电流检测灵敏度提高至10-8A;同时在智能手机APP上实现了各通道检测量程自调节功能。结果:实验表明,多通道电化学检测装置能够准确地进行电化学方法的检测,装置的变异系数小于1.9765%(n=3),证明该装置具有较好的可重复性和稳定性;通道之间的检测差异小于0.745%(n=3),证明该装置的通道间一致性高。装置和电化学工作站的检测差异小于1.671%(n=3),证明该装置的可靠性好。结论:该装置在进行电化学检测时具有较高的灵敏度和准确性,具有极大的应用价值。

关键词：电化学检测多通道量程自调节智能手机

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可见/近红外光谱的葡萄籽油掺伪检测系统

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光谱学与光谱分析 2020年第1期40卷 202-208页

作者：唐云峰柴琴琴林双杰黄捷李玉榕王武福州大学电气工程与自动化学院福建福州350108 福建省医疗器械和医药技术重点实验室福建福州350108

葡萄籽油掺假种类繁多,手段隐蔽,成为食品安全检测的重要难点之一,为规范食用油市场,提供一种方便、可靠的葡萄籽油品质鉴别方法尤为重要。针对色谱和质谱等传统品质分析方法的耗时、试剂消耗大、专业性强等不足,以及实现无损分析的近... 详细信息

葡萄籽油掺假种类繁多,手段隐蔽,成为食品安全检测的重要难点之一,为规范食用油市场,提供一种方便、可靠的葡萄籽油品质鉴别方法尤为重要。针对色谱和质谱等传统品质分析方法的耗时、试剂消耗大、专业性强等不足,以及实现无损分析的近红外光谱仪价格昂贵、操作环境要求高等缺点,研究设计一套低成本、高准确度的可见/近红外光谱仪检测系统来实现葡萄籽油品质掺假鉴别。首先,依托USB6500-Pro探测器搭建可见/近红外光谱仪硬件平台,并基于Qt设计一套简洁的人机交互界面,用以实现光谱数据的采集、处理以及葡萄籽油掺假鉴别结果的显示;其次,针对硬件和检测环境带来的光谱噪声,系统采用小波变换滤除噪声,减小光谱失真;最后,考虑到现有的基于机器学习的品质鉴别模型往往依赖已知的油类训练样本集来实现对不同掺假类别油类的预测,而利益驱使下层出不穷的掺假手段使得新的、未出现在原训练集中的掺假类别样本不断涌现,现有的品质鉴别方法将很难给出准确的判别结果。因此,研发的检测系统中设计一种能实现已知和新的掺假油品光谱的鉴别方法,该方法分为分类和校正两步:先用建模数据库中的训练集建立极限学习机(ELM)分类器模型,实现初步掺假类别的分类;然后再利用自动聚类算法对分类结果进一步校正。若与校正数据集产生一个聚类中心,则证明分类结果正确且属于建模数据库中的已知掺假类别;若产生两个聚类中心,则分类结果不正确,样本为新掺假类别,未出现在建模数据库中,最终得到准确的掺假类别结果。为检验系统性能,用搭建的可见/近红外光谱仪硬件平台采集了纯葡萄籽油和掺入不同比例的大豆油、玉米油、葵花籽油和调和油的葡萄籽油的5类光谱数据,每一类30组共计150组数据,将得到的可见/近红外光谱数据先进行小波阈值法去噪和多元散射校正(MSC)预处理后输入到设计的检测系统中。假定前4类作为建模数据库中的已知掺假类别以及第5类作为新掺假类别,先利用K-S算法将已知掺假类别的每类样本划分成训练集20组和测试集10组,用训练集共80组样本建立ELM分类模型,将40组测试集输入到ELM实现初步判别,判别结果再进一步聚类分析校正,只有一个聚类中心,说明了模型判别准确,且对已知类别能够100%识别;当30组新掺假类别样本输入到ELM模型时,均判别成了纯葡萄籽油,进一步聚类分析校正,产生了两个聚类中心点,说明ELM模型误判,定性判定第5类为新掺假类别。实验结果表明,研发的葡萄籽油掺伪检测系统操作简单、快速,不仅对已知掺假类别能够100%识别,而且对新掺假类别能够实现定性判别。

关键词：极限学习机可见/近红外光谱聚类葡萄籽油掺假

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基于平面波斜入射的人体信道远场路径损耗建模

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电波科学学报 2022年第5期37卷 782-792页

作者：陈志英林峰龚赞杜民厦门理工学院电气工程与自动化学院厦门361024 福州大学福建省医疗器械和医药技术重点实验室福州350116 厦门理工学院光电与通信工程学院厦门361024 武夷学院福建省生态产业绿色技术重点实验室武夷山354300

人体信道路径损耗计算对植入式通信链路预估具有重要意义.文章利用有耗媒质的电磁场边界条件、反射和透射定理并引入切向等效波阻抗定义,推导出平面波向人体斜入射时各人体组织分界面上的入射角、透射角、反射系数、透射系数、切向等效... 详细信息

人体信道路径损耗计算对植入式通信链路预估具有重要意义.文章利用有耗媒质的电磁场边界条件、反射和透射定理并引入切向等效波阻抗定义,推导出平面波向人体斜入射时各人体组织分界面上的入射角、透射角、反射系数、透射系数、切向等效波阻抗以及各人体组织中的电磁合成波,提出了一种基于平面波向多层有耗媒质斜入射的人体信道远场路径损耗解析模型.然后以植入在肌肉为例,计算了TM波和TE波在5个常用工业通信频率以不同角度斜入射的人体信道电磁场分布与路径损耗,结果显示,电磁波在入射面的反射是影响人体信道路径损耗的关键因素,当频率在1.4 GHz附近时总路径损耗最小,TM波性能优于TE波,且当入射角小于等于30°时,总路径损耗基本保持不变.最后采用COMSOL Multiphysics建立了有限元仿真模型验证解析模型,二者结果高度吻合,最大误差仅为0.039,有力证明了解析模型的正确性和有效性.

关键词：植入式通信人体信道路径损耗斜入射平面波

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