2025年大學(xué)《系統(tǒng)科學(xué)與工程》專業(yè)題庫(kù)——生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理系統(tǒng)的研究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.下列哪一項(xiàng)不屬于典型的生物醫(yī)學(xué)信號(hào)？A.心電圖(ECG)B.腦電圖(EEG)C.肌電圖(EMG)D.示功圖2.傅里葉變換主要用于分析信號(hào)的：A.時(shí)域特征B.頻域特征C.相關(guān)性特征D.象限特征3.在生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理中，低通濾波器的目的是：A.提取高頻信號(hào)成分B.濾除高頻信號(hào)成分C.提取低頻信號(hào)成分D.濾除低頻信號(hào)成分4.小波變換在生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理中的應(yīng)用主要包括：A.信號(hào)降噪B.特征提取C.節(jié)點(diǎn)預(yù)測(cè)D.以上都是5.生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理系統(tǒng)性能評(píng)估中，靈敏度是指：A.真陽(yáng)性率B.假陽(yáng)性率C.真陰性率D.假陰性率6.下列哪一項(xiàng)不是生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理系統(tǒng)的常見硬件組成部分？A.傳感器B.放大器C.模數(shù)轉(zhuǎn)換器D.數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)7.在生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理系統(tǒng)中，嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于：A.高度集成B.可擴(kuò)展性強(qiáng)C.開發(fā)成本低D.以上都是8.下列哪一項(xiàng)不是生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理系統(tǒng)的常見軟件組成部分？A.信號(hào)采集程序B.信號(hào)處理算法C.用戶界面D.操作系統(tǒng)內(nèi)核9.心電圖(ECG)主要反映的是：A.腦部神經(jīng)活動(dòng)B.心臟電活動(dòng)C.肌肉電活動(dòng)D.血液流動(dòng)情況10.生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理技術(shù)在醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用不包括：A.疾病機(jī)理研究B.藥物研發(fā)C.醫(yī)學(xué)影像診斷D.疾病早期預(yù)警二、填空題1.生物醫(yī)學(xué)信號(hào)具有______、______和______等特性。2.數(shù)字濾波器根據(jù)濾波器的頻率特性可以分為______濾波器、______濾波器和______濾波器。3.生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括______設(shè)計(jì)、______設(shè)計(jì)和______設(shè)計(jì)。4.信號(hào)處理中，均值反映的是信號(hào)的______特征，方差反映的是信號(hào)的______特征。5.在生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理中，常用的特征提取方法包括______、______和______等。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述生物醫(yī)學(xué)信號(hào)采集的基本過程。2.簡(jiǎn)述數(shù)字濾波器與模擬濾波器的區(qū)別。3.簡(jiǎn)述生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的主要考慮因素。四、計(jì)算題已知某生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的離散時(shí)間序列為x(n)={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}，請(qǐng)計(jì)算該信號(hào)的均值和方差。五、綜合題設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)和預(yù)警心臟病發(fā)作。請(qǐng)說明該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，包括系統(tǒng)架構(gòu)、硬件選型、軟件設(shè)計(jì)以及性能評(píng)估指標(biāo)。試卷答案一、選擇題1.D2.B3.C4.D5.A6.D7.A8.D9.B10.C二、填空題1.時(shí)變性，隨機(jī)性，非線性2.低通，高通，帶通3.硬件，軟件，算法4.均值，方差5.時(shí)域分析，頻域分析，統(tǒng)計(jì)特征提取三、簡(jiǎn)答題1.答：生物醫(yī)學(xué)信號(hào)采集的基本過程包括：選擇合適的傳感器，將生理信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大和濾波，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，最后進(jìn)行存儲(chǔ)和傳輸。2.答：數(shù)字濾波器與模擬濾波器的區(qū)別主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①數(shù)字濾波器處理的是離散信號(hào)，模擬濾波器處理的是連續(xù)信號(hào)；②數(shù)字濾波器的實(shí)現(xiàn)可以通過軟件或硬件完成，模擬濾波器通常需要硬件電路實(shí)現(xiàn)；③數(shù)字濾波器具有更高的精度和穩(wěn)定性，模擬濾波器容易受到溫度、濕度等因素的影響；④數(shù)字濾波器可以方便地實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的濾波特性，模擬濾波器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)相對(duì)復(fù)雜。3.答：生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的主要考慮因素包括：①信號(hào)類型和特性；②系統(tǒng)性能要求（如靈敏度、特異性、實(shí)時(shí)性等）；③硬件和軟件資源限制；④成本和可靠性；⑤用戶界面和易用性。四、計(jì)算題答：均值E[x]=(1+2+3+4+5+6+7+8+9+10)/10=5.5方差Var[x]=[(1-5.5)2+(2-5.5)2+(3-5.5)2+(4-5.5)2+(5-5.5)2+(6-5.5)2+(7-5.5)2+(8-5.5)2+(9-5.5)2+(10-5.5)2]/10=[(-4.5)2+(-3.5)2+(-2.5)2+(-1.5)2+(-0.5)2+(0.5)2+(1.5)2+(2.5)2+(3.5)2+(4.5)2]/10=(20.25+12.25+6.25+4.25+0.25+0.25+2.25+6.25+12.25+20.25)/10=84.5/10=8.45五、綜合題答：設(shè)計(jì)一個(gè)用于監(jiān)測(cè)和預(yù)警心臟病發(fā)作的生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理系統(tǒng)，可以采用以下設(shè)計(jì)思路：系統(tǒng)架構(gòu)：采用分布式架構(gòu)，包括信號(hào)采集模塊、信號(hào)處理模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和預(yù)警模塊。信號(hào)采集模塊負(fù)責(zé)采集心電(ECG)信號(hào)，信號(hào)處理模塊負(fù)責(zé)對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波、特征提取和模式識(shí)別，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊負(fù)責(zé)存儲(chǔ)采集到的信號(hào)數(shù)據(jù)和處理結(jié)果，預(yù)警模塊負(fù)責(zé)根據(jù)處理結(jié)果判斷是否發(fā)生心臟病發(fā)作，并發(fā)出預(yù)警信號(hào)。硬件選型：信號(hào)采集模塊可以使用心電傳感器和放大器，信號(hào)處理模塊可以使用嵌入式處理器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊可以使用SD卡或Flash存儲(chǔ)器，預(yù)警模塊可以使用聲光報(bào)警器。軟件設(shè)計(jì)：信號(hào)處理軟件可以使用C語(yǔ)言或Python語(yǔ)言編寫，主要功能包括ECG信號(hào)濾波、心率和心律失常檢測(cè)、心絞痛發(fā)作檢測(cè)等。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)軟件可以使用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，用于存儲(chǔ)ECG信號(hào)數(shù)據(jù)和處理結(jié)果。預(yù)警軟件可以根據(jù)預(yù)設(shè)的閾值和算法，判斷是否發(fā)生心臟病發(fā)作，并觸發(fā)報(bào)警。性能評(píng)估