01
EMG信号基础
肌电信号产生原理、信号特征(幅值/频率/信噪比)、采集设备与电极类型。
原理采集
02
Python环境搭建
Anaconda安装、虚拟环境创建、必备库安装(numpy/scipy/matplotlib/pyemg)。
环境Python
03
数据读取与可视化
读取常见格式(CSV/EDF/BIO)、时域波形绘制、频谱图绘制。
IO绘图
04
信号预处理基础
直流分量去除、基线漂移校正、工频干扰(50/60Hz)陷波滤波。
去噪陷波
05
带通滤波实战
巴特沃斯滤波器设计、切比雪夫滤波器对比、零相位滤波实现。
滤波设计
06
运动伪迹识别
运动伪迹的时频特征、幅值阈值检测法、标准差滑动窗口法。
检测运动
07
ECG伪迹剔除
ECG干扰特征、模板相减法、自适应滤波法(LMS/NLMS)。
心电自适应
08
眼电伪迹处理
EOG干扰特征、回归分析法、独立成分分析(ICA)基础。
眼电ICA
09
ICA实战应用
FastICA算法实现、成分识别与剔除、ICA局限性讨论。
ICA盲源分离
10
小波变换去噪
小波基选择(db4/sym8/coif5)、阈值去噪方法、小波包分解。
小波阈值
11
经验模态分解
EMD原理、IMF分量提取、基于EMD的伪迹剔除。
EMD分解
12
自适应滤波
LMS算法实现、RLS算法对比、参考信号选取技巧。
LMSRLS
13
形态学滤波
腐蚀膨胀运算、开闭运算、形态学伪迹剔除。
形态学开闭
14
中值滤波与平滑
滑动平均滤波、中值滤波、Savitzky-Golay滤波。
平滑中值
15
信号分段与加窗
固定长度分段、重叠分段策略、窗函数选择(汉明/汉宁/布莱克曼)。
加窗分段
16
活动段检测
双阈值法、Teager-Kaiser能量算子、Hilbert包络法。
检测能量
17
时域特征提取
均方根值(RMS)、平均绝对值(MAV)、过零点数(ZC)、波形长度(WL)。
时域特征
18
频域特征提取
功率谱密度(PSD)、中值频率(MDF)、平均功率频率(MNF)。
频域PSD
19
时频分析
短时傅里叶变换(STFT)、小波时频图、Cohen类分布。
时频STFT
20
非线性特征
样本熵、近似熵、Lempel-Ziv复杂度、分形维数。
熵复杂度
21
伪迹评估指标
信噪比(SNR)、均方误差(MSE)、相关系数、伪迹残留率。
评估指标
22
批量处理框架
文件遍历、并行处理(multiprocessing)、结果汇总与保存。
批量并行
23
实时处理基础
缓冲区设计、滑动窗口更新、实时滤波实现。
实时缓冲
24
GUI工具开发
PyQt5界面设计、交互式参数调节、实时波形显示。
GUIPyQt
25
案例1:手势识别EMG预处理
从原始信号到干净特征。
案例手势
26
案例2:疲劳监测EMG预处理
运动伪迹与ECG联合剔除。
案例疲劳
27
案例3:康复评估EMG预处理
多通道伪迹协同处理。
案例康复
28
常见问题与调试
滤波参数选择、ICA收敛失败、内存溢出优化。
调试优化
29
性能优化
Numba加速、GPU加速(cupy)、Cython优化。
加速GPU
30
总结与进阶
当前方法局限、深度学习去噪趋势、多模态融合展望。
总结前沿