基于FPGA的復(fù)合自適應(yīng)濾波器.pdf

1、體感誘發(fā)電位(Somatosensory Evoked Potential；SEP)是神經(jīng)受到外界刺激時(shí)所記錄到的電生理反應(yīng)，可以反映脊髓和中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能的完整性，被應(yīng)用于術(shù)中脊髓監(jiān)護(hù)。臨床使用中，SEP的檢測(cè)受很多噪聲源的影響，使SEP的信噪比非常低。如何有效地從強(qiáng)噪聲背景中提取SEP成為信號(hào)處理技術(shù)的重要問題之一。 目前市場(chǎng)上現(xiàn)有的監(jiān)護(hù)設(shè)備均是基于平均疊加技術(shù)來拾取誘發(fā)電位，主要不足在于耗時(shí)長(zhǎng)、缺乏動(dòng)態(tài)變異信息。誘發(fā)電位檢

2、測(cè)時(shí)間的延誤可能耽擱對(duì)脊髓損傷的診斷，會(huì)錯(cuò)過對(duì)患者進(jìn)行補(bǔ)救的時(shí)機(jī)而出現(xiàn)不可逆的神經(jīng)功能損害。本研究將新的電子芯片技術(shù)與現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)相結(jié)合，從過去單一的軟件算法研究，轉(zhuǎn)向軟件與硬件結(jié)合，從而加快信號(hào)處理的速度，實(shí)現(xiàn)術(shù)中SEP的實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)奠定一定的基礎(chǔ)。 研究中，軟件算法采用自適應(yīng)濾波器技術(shù)與徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的方法，將SEP信號(hào)經(jīng)自適應(yīng)噪聲消除器初步提高信噪比，然后以徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)遞推出參考信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)信號(hào)增強(qiáng)。

3、設(shè)計(jì)中引入徑向基函數(shù)替代常規(guī)使用的疊加平均信號(hào)，作為自適應(yīng)信號(hào)增強(qiáng)器的參考信道的信號(hào)。這既解決了在自適應(yīng)濾波器中，疊加平均技術(shù)造成的費(fèi)時(shí)和掩蓋信號(hào)的變異性，又迎合了SEP的非線性特征。 研究中，采用可編程邏輯器件(FPGA)作為新的SEP快速提取算法的硬件載體，加快信號(hào)處理的速度。為了將SEP快速提取算法轉(zhuǎn)換為常用的適合于FPGA芯片的定點(diǎn)數(shù)算法，研究中詳細(xì)分析了定點(diǎn)數(shù)的量化效應(yīng)對(duì)自適應(yīng)噪聲消除器、徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和自適應(yīng)信號(hào)