基于dsp粉红噪声睡眠仪地研究

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1、基于DSP的粉红噪声睡眠仪的研究摘要随着现代化带来的生活工作习惯的改变和不断增加的压力，失眠症患者的数量呈现逐年递增的趋势。传统的失眠治疗方法如药物治疗、心理治疗以及食物治疗等都存在着一定的弊端。新兴的物理治疗具有安全、长期、有效等优点，但目前产品研究还处于初步阶段。本文从睡眠机理入手，通过分析睡眠过程中脑电图波形与粉红噪声波形的相似特性，确定了粉红噪声对人类睡眠结构和效率的正面影响，开始了对粉红噪声睡眠仪的研究。根据谱分解定理的噪声模型结构，平稳有色噪声是由平稳白噪声通过一个时不变系统得到的。通过分析，计算机上软件自带的白噪声发生模块产生的只是

2、伪白噪声，普遍存在非平稳及有色的缺点，其性能与理想白噪声相差甚远。针对这一问题，提出分段平稳及补偿白化的方法以得到较平稳的白噪声。同时利用AR模型法建立了粉红噪声的AR模型并得到一个相应的五阶的无限冲击响应(fIR)滤波器。为了验证该模型法的粉红噪声的性能，选用LabVIEW平台进行仿真试验。完成了白化过程实现程序框图、粉红噪声AR模型以及功率谱估计程序框图、粉红噪声播放程序框图的设计实现。通过对比分析白化前后随机序列的功率谱图及粉红噪声的功率谱图，完成了对白化方法和粉红噪声AR模型的验证。结果表明：白化后的伪白噪声功率谱的均匀性和稳定性有了很大

3、的提高，该白化方法是有效的；通过AR模型滤波得到的信号满足粉红噪声的特性，该粉红噪声AR模型是可行的；以白化后的平稳白噪声为激励，通过AR模型滤波得到的粉红噪声性能良好，与理想的粉红噪声拟合度较高，声音较低缓柔和。在确定了算法可行的基础上，以瑞泰公司的ICETEK-F2812．A评估板为实验板，以模块化的方法构造了整个软件系统，在CCS3．3开发平台上进行了主要算法包括伪白噪声的产生及白化程序、IIR滤波器程序的设计的C语言设计实现，并对粉红噪声进行功率谱估计以进一步验证其性能。关键词：DSP，粉红噪声，睡眠仪，AR模型，IIR滤波器，LabVI

4、EWSTUDYoFPINKNoISEHYPNOSISINSTRUMENTBASEDoNDSPABSTRACTAsincreasingpressureandchangeofhabitbroughtbythemodernization，thenumberofinsomniapatientsisincreasingeveryyear．Traditionalinsomniatreatmentssuchasmedicationtherapy，psychologicaltherapyandChinesemedicinetherapyexistssomedra

5、wbacks．Andphysicaltherapyemergingrecentlyiscomparativelysafeandeffective，whilestudyofrelatedproductisstillinelementarystage．Accordingtothemechanismofsleep，thepositiveeffectofpinknoiseonhumansleepstructureandefficiencyWasconfirmedthroughanalyzingthesimilarcharacteristicsofEEGw

6、aveformduringsleepandpinknoise．Andthestudyofpinknoisehypnosisinstrumentwasstarted．Accordingtothespectrumdecompositiontheoremofnoisemodelstructure，steadycolornoiseCanbeobtainedaftersteadywhitenoisegoesthroughalineartimeinvadantsystem．However,whitenoisewhichisproducedbycomputer

7、softwaredirectlywasfoundtobepseudorandomsequence．Itmainlyhastwoshortcomings：nonstationaryandcolored．Anditsfunctionalpropertiesaremuchdifferentcomparedwithidealwhitenoise．Inlinewiththisproblem，aneffectivemethodemployingpiecewisesmoothandcompensationWasproposedinthispaper．Andaf

8、ive—orderARmodelofpinknoiseWasestablishedbyARmodelmethodaswellasafiv