Hallo! Ich habe ein Signal welches in etwa so aussieht wie die Skizze im Anhang (rot = Signal) Nun möchte ich die relative Amplitude des Signals zu der (hier als Hilfe eingezeichneten) "imaginären" schwarzen Linie berechnen, in der Skizze beispielhaft in Blau. Wie löst man soetwas am besten? Ich hätte zwei Ansätze: 1) Das Signal stark Tiefpassfiltern, somit erhält man ca. die hier schwarze "Grundlinie", dann die Differenz rot-schwarz berechnen. So hab ichs bisher gemacht und funktioniert nicht schlecht, dauert aber immer eine zeitlang bis sich das Tiefpasssignal ans echte Signal angenähert hat und bis dahin ist das Ergebnis der Amplitudenberechnung wertlos. Hab ich bisher so gemacht und funktioniert nicht schlecht, aber eben mit der angegebenen Einschränkung. 2) Das Signal hochpassfiltern um den langsam wechselnden Gleichanteil wegzubekommen. Hier hab ich aber Angst, zu viel vom Nutzsignal zu verlieren (zwischen den Signalpeaks liegt jeweils ca. eine Sekunde) und außerdem kenne ich noch keinen guten Softwarealgorhytmus für einen Hochpass (ich will das ganze Software- und nicht Hardwaremäßig lösen). Was sagt ihr zu 1) und 2) bzw. kann mir jemand einen anderen Weg vorschlagen? Bin für Hilfe dankbar, Sebastian. zur Info: Es handelt sich um ein Pulssignal mit Fotodiode gemessen @ 280Hz Abtastfrequenz auf Atmega 328P. Ich hoffe keine relevante Info vergessen zu haben.
Angehängte Dateien:
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Signalverlauf.PNG
28 KB
Sorry, einmal möchte ich den post noch aus der Versenkung retten, da ich mir nicht vorstellen kann, dass es hierzu nicht eine elegante Lösung gibt, die hier sicherlich wo in einem eurer Hirne hier herumschwirrt :) Falls mir wirklich keiner helfen kann/will entschuldige ich mich für das re-posten. Danke Sebastian
Das Problem bei soetwas ist: Woher bekommt deine Erkennung die Untergrundlinie. Du mußt dein Nutzsignal irgendwie von dem Untergrundsignal trennen. Einfach geht es, wenn Nutz- und Untergrundsignal im Frequenzbereich gut getrennt sind. Dann reicht ein Tiefpaß. Die allgemeinste Lösung wäre wahrscheinlich, das ganze Signal zu digitalisieren, den Untergrund mit einem mathematischen Modell zu berechnen und dann vom Gesamtsignal abzuziehen. Vorteil ist, dass man damit mehr Vorwissen über den Prozess in die Analyse reinstecken kann und ggf. zu einer besseren Trennung kommt. MfG
Hallo Matthias! Das mit dem Untergrundsignal ist leider nicht so leicht zu beschreiben. Wie schon beschrieben handelt es sich um das Signal eines Pulsoximeters. Das Untergrundsignal kommt im Wesentlichen durch minimales Verrutschen des Sensors am Finger, durch leichte Unterschiede im Anpressdruck des Sensors an den Finger etc. zustande, es ist also stochastischer Natur und damit nicht mathematisch beschreibbar. Bei langsam Verrutschen (was meist der Fall ist) ist der Frequenzbereich des Störsignals gut von dem des Nutzsignals getrennt. Das heißt mit einem Tiefpass sehr niedriger Grenzfrequenz kann ich dieses Driften ganz gut heraus extrahieren, aber wie schon gesagt dauert das dann immer eine Zeit lang, zb. beim Einschalten, wenn sich der Tiefpass erst von 0V auf die ca. 2,5V annähern muss. Danke für weitere Inputs Sebastian
Zum Einschaltproblem. Initialisiere den Tiefpass mal mit dem ersten Messwert. Das "Tau" dann Schritt für Schritt mit jedem Sample bis auf den Endwert erhöhen. Damit wird das Einschwingen schon mal deutlich fixer. Um die Schwankungen des "DC" Anteils gering zu halten, ist vielleicht eine andere Körperstelle zur Messung besser geeignet, oder vielleicht kannst du auch den Fingerclip modifizieren, das er gleichmäßiger drückt?
Hm. Vielleicht kann man das ganze nochmal mit etwas Abstand, abstrakter betrachten, wenn Du schreibst, warum Du das "Untergrundsignal" überhaupt isolieren möchtest. Evtl. könnte man auch anders vorgehen.
Ich "möchte" das Untergrundsignal nicht unbedingt isolieren, ich hätte eben nur gerne die Amplitude des Signals (in der Skizze blau), und da ist mir halt Signal minus Untergrundsignal als einfachste Lösung in den Sinn gekommen. Auch wenn man den Fingerclip fixiert und nicht mehr bewegt kommt es zu so einem leichten wandern des Signals, nicht sehr stark, aber genug um die doch sehr sensible Berechnung des SpO2 Werts zu beeinflussen. Vermutlich werde ich bei der Tiefpassvariante bleiben und etwas mit den Werten herumspielen, so wie Jens es vorgeschlagen hat. LG Sebastian
Hm, relative Amplitude fällt mit spontan (u.U adaptive ) Sigma Delta Adc ein, die kann prinzipiell nur AC. Ist das weiteres Grübeln wert, oder steht die Hardware schon ?
Hm, ich bin auf einen µC mit nur 16 I/O Pins festgenagelt, von dem ich aber schon einige brauche. Gibts die Sigma Deltas mit seriellem Interface? Muss ich mich mal ein bisschen schlau machen. Danke für den Tip!
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