基于小波消噪的植物电信号频谱特征分析.pdf

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1、西安理工大学学报JournalofXi’allUniversityofTechnology(2011)Vo1．27No．4411文章编号：1006-4710I2011)04-0411-06基于小波消噪的植物电信号频谱特征分析张晓辉，余宁梅，习岗2，孟晓丽(1．西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西西安710048；2．西安理工大学理学院，陕西西安710054)摘要：利用小波软阈值消噪法和快速傅里叶变换研究不同温度条件下芦荟叶片电信号的基本特征及变化规律。通过植物电信号谱边缘频率(SEF)、谱重心频率

2、(SGF)和功率谱熵(PSE)研究不同温度下芦荟(AloeveraL．)叶片电信号：叻率谱的变化。结果表明，芦荟的电信号是一种强度为mV数量级、频率分布在5Hz以下的低频信号；随着温度的升高，电信号的SEF和SGF向高频段移动，细胞活动受到激发，PSE急剧增加；在升温过程中SEF、SGF和PSE三者的变化趋势趋于一致，PSE与SGF的变化之间有很强的关联性，因而植物电信号PsE或SGF的变化可以作为叶片细胞响应外界环境变化的灵敏指标，而对植物生长发育的生理生化过程实施科学调控。关键词：植物电信号；小

3、波分析；功率谱；温度；芦荟中图分类号：TN911．72文献标志码：ATheAnalysisonSpectrumCharacteristicofPlantElectricaiSignalBasedonWaveletDe-NoisingZHANGXiaohui，YUNingmei，XIGang2，MENGXiaoli(1．FacultyofAutomationandInformationEngineering，Xi’anUniversityofTechnology，Xi’an710048，China；2

4、．FacultyofScience，Xi’a】UniversityofTechnology，Xi’an710054，China)Abstract：Thepaperstudiesthebasiccharacteristicsandthechanginglawsofaloeelectricalsignalsun—derdifferenttemperaturesbasedonwaveletsoftthresholdde—noisingmethodandFastFourierTransform．Thespe

5、ctraledge~equency(SEF)，spectralgravity~equency(SGF)andpowerspectralentropy(PSE)ofplantelectricalsignalsareusedtostudythechangesofpowerspectrumofaloeelectricalsignalsunderdiferenttemperatures．Theresultsshowthatthemagnitudeofaloeelectricalsignalisas~engt

6、hofmV．andthe~equencyisbelow5Hz．I1lfSEFandSGFinaloeleavesmovetothehigh~equencyasthetemperatureincreases．andthePSEoftheelectricalsignalhasadramaticincrease．I1lestudyrevealsthattheSEF．SGFandPSEhavetheconsistentRendtochangeandthereisasignificantrelevancebe

7、—tweenPSEandSGFduringtheprocessofraisingtemperature．ItisconsideredthatthechangesofthePSEandSGFinaloeleavescanbeusedassensitiveindexofexternalenvironmentchangeinleafceHs，andthenimplementscientificregulatorsofphysiologicalandbiochemicalprocessofplantgrow

8、thandde-velopment．Keywords：plantelectricalsignal；waveletanalysis；powerspectrum；temperature；AloeveraL研究表明植物内部存在着一种涉及电信号及其信息，被接收细胞会以特有的方式进行转换，进转换的通讯途径。环境刺激会使植物产生不同而调节植物的生理变化以适应环境的改变。该方面的电位波动4。，推测电位波动的频率、振幅、电信的研究有可能在植物生命科学中催生一门新的领号传递速率及相关的