Αλγόριθμοι Επεξεργασίας Ιατρικού Σήματος

• Main Authors: Καλατζής, Ιωάννης, Kalatzis, Ioannis
• Format: 1
• Language: Greek
• Published: 2024
• Subjects: Διακριτό Σήμα; Βιοσήματα; Ιατρικό Σήμα; Discrete Signal; Biosignals; Medical Signal

Το παρόν σύγγραμμα αποτελεί μια εισαγωγή στις βασικές αρχές επεξεργασίας διακριτών σημάτων με εφαρμογές στη βιοϊατρική. Ο στόχος του βιβλίου δεν είναι μια παρουσίαση του συνόλου των διαδικασιών και μεθόδων της επεξεργασίας σημάτων, που υπάρχουν εξάλλου σε δεκάδες ακαδημαϊκά συγγράμματα, αλλά περισσότερο η πληρέστερη κατανόησή τους μέσω της υλοποίησής τους με αλγοριθμικό τρόπο σε μια γλώσσα προγραμματισμού. Το βιβλίο, στο πρώτο μέρος του, αρχικά εισάγει τον αναγνώστη σε γενικές έννοιες περί σημάτων, με εστίαση σε ιατρικά σήματα. Στη συνέχεια, μετά από την παρουσίαση βασικών συναρτήσεων δημιουργίας διακριτών σημάτων, εισάγονται οι βασικές έννοιες επεξεργασίας σημάτων, δηλαδή η συνέλιξη, η συσχέτιση και ο μετασχηματισμός Fourier. Παράλληλα, αναπτύσσονται εφαρμογές χρήσης των ανωτέρω διαδικασιών, κυρίως στο φιλτράρισμα σημάτων, τόσο στο πεδίο του χρόνου όσο και στο πεδίο των συχνοτήτων. Τα χρησιμοποιούμενα παραδείγματα αναφέρονται κατά βάση σε ιατρικά σήματα και εικόνες. Το δεύτερο μέρος του βιβλίου περιλαμβάνει μια σειρά ολοκληρωμένων εργαστηριακών ασκήσεων που αφορούν την υλοποίηση σε γλώσσα προγραμματισμού των θεωρητικών εννοιών επεξεργασίας σήματος που αναπτύχθηκαν στο πρώτο μέρος. Κάθε άσκηση αποτελείται από συνοπτική θεωρία, με τις βασικές γνώσεις που πρέπει να κατέχει ο φοιτητής για τη διενέργεια του εργαστηριακού μαθήματος, ακολουθούν λυμένα παραδείγματα των εννοιών του μαθήματος, με προοδευτική δυσκολία, και τέλος περιλαμβάνονται θέματα για εξάσκηση των οποίων οι λύσεις βρίσκονται στο τέλος του βιβλίου. Για την υλοποίηση των προγραμμάτων του συγγράμματος επιλέχθηκε το περιβάλλον MATLAB, λόγω τόσο της απλότητας και ευκολίας στη σύνταξη της γλώσσας προγραμματισμού του, όσο και της μεγάλης του διείσδυσης στον χώρο των μηχανικών, τόσο σε ακαδημαϊκό όσο και σε ερευνητικό αλλά και σε αναπτυξιακό περιβάλλον. Παρ’ όλα αυτά, καθώς στόχος του βιβλίου είναι η βαθύτερη κατανόηση των μεθόδων επεξεργασίας σημάτων που αναπτύσσονται, δεν χρησιμοποιούνται γενικά έτοιμες συναρτήσεις του MATLAB για επεξεργασία σήματος, αλλά ο κώδικας αναπτύσσεται με χρήση απλών αλγοριθμικών δομών κοινών στις περισσότερες συνήθεις γλώσσες προγραμματισμού.