該系統是與北大醫學部物理教研室聯合研制。涵蓋了脈搏、語音等非電量的信號采集、頻譜分析、分解與合成等功能；結合數字圖像處理技術，進行傅里葉光學實驗模擬。系統可完成多個設計性、創新性、趣味性的實驗內容。

《脈搏語音圖像分析系統》是與北京大學醫學部物理教研室聯合研制開發。

該系統涵蓋了脈搏、語音等非電量的信號采集、頻譜分析、分解與合成等功能；并結合數字圖像處理技術，進行傅里葉光學實驗模擬。

儀器可應用于開設“壓力傳感器測量脈搏”、“語音形態觀測”、“數字圖像的離散傅里葉變換”等多個實驗，更能夠讓學生自主設計各類頻譜濾波器，完成多個設計性、創新性、趣味性的實驗內容。

系統特色：

1.  直觀地展現語音、脈搏等生活中常見的信號,實現脈搏信號和語音信號的可視化；

2.  快捷地分析脈搏、語音信號的頻譜構成、選頻、重建；

3.  輕松地完成阿貝成像空間濾波物理研究性實驗內容，以及數字圖像的二維頻譜分析、濾波、重建等功能；

4.  高靈敏度的采集探頭對脈搏信號進行真實呈現，精確分析脈搏強度，實現科學定量地脈搏診斷。

功能模塊

一、脈搏語音實驗儀

二、信號分析軟件

1. 脈搏信號測量分析
測量脈搏波，并對脈搏信號作傅里葉頻譜分析；并根據信號頻譜圖，進行原信號的分解以及合成還原。

教學應用：

可用于研究脈搏波的不同頻率構成，通過任意分解和還原脈搏信號，分析不同頻率對于脈搏圖像的影響程度和變化規律。

2.  語音信號觀察
測量語音，并對語音信號作傅里葉頻譜分析；在此基礎上對原信號分解、合成、還原。

(1) 不同語音圖像和頻譜對比；

(2) 分析同一實驗者的不同音節，并進行信號的傅里葉變換，對比兩段語音的時域差別和頻域差別；
(3) 分析不同實驗者語音頻譜，理解和掌握語音識別的原理；

(4) 長時動態傅里葉頻譜觀察，進行長時間動態觀察語音信號的時域圖像和頻域圖像。
教學應用：
(1) 方便學生觀察不同音節的語音形態，分析語音結構的細節特征；
(2) 直觀地反映語音信號在短時間內重復的周期變化，對不同類周期信號進行分析，研究類周期信號之間的異同點；
(3) 對語音進行時-頻分析，觀察不同人、不同聲音的頻譜特征。

3.  多通道信號疊加分析

將多通道信號進行疊加,頻譜分析、信號分解、分離和還原。
將實驗中多種信號通過傳感器轉換為電信號，接入外接通道，進行信號觀察、檢測和時-頻分析。

教學應用：

(1) 用標準信號進行實驗分析，并與理論計算公式作對比，對傅里葉變換公式進行實驗驗證；

(2) 根據實際需要，可以讓學生設計測量各種物理量的傳感器，直接輸入到實驗儀的外接通道，進行待測信號的測量。

4.  數字圖像處理與光學實驗模擬

觀察黑白圖片的二維傅里葉頻譜，使用不同形狀和參數的濾波器，對圖像頻譜進行低通、高通以及帶通處理，對比處理后圖像與原圖的異同。

教學應用：

(1) 將數字圖像作為二維函數，通過傅立葉變換轉換到頻率域上，讓學生根據具體需要，對頻譜進行各種濾波處理，并將濾波后的頻譜反變換，得到特定增強濾波處理后的圖像；

(2) 使用不同的圖片模擬光學實驗，進行空間濾波。無需到實驗室搭建實際光路，就能夠讓學生觀察到復雜的光學成像結果。

典型應用

教學中可開展的實驗內容

 1.壓力傳感器測量脈搏

壓力的測量是各種測量技術中最常見的一種測量。本實驗采用壓電晶體式壓力傳感器測量脈搏波的波形及脈搏頻率。

2.  語音形態觀測
實驗由話筒采集語音信號，信號放大后輸入計算機由數/模轉換器轉換為數字信號，經軟件處理后顯示在監視器上。實驗中可通過觀察同一人發不同音、不同人發相同音，理解語音識別的基本原理。

3.  傅里葉光學的空間頻譜與空間濾波實驗
濾波器：低通濾波，高通濾波，帶通濾波，自定義濾波器濾波 物屏：一維光柵濾波，二維光柵濾波， “光”字屏濾波。