政院国家科学委员会 98 大专学生与专题研究计画申请书
一,综合资: 姓 申 请 人 学 生 研究学门代码及名称 B2010B0 --- 动物学 上曾执本会大 否 专学生专题研究计画 指 姓 导 教 授 服 务 机 构 及 科 系(所) 职 补 助 经 耗材 物品及杂项费用 , 费 合 表 C801 计 42,000 元 10,000 元 称 名 吴顺德 身分证 号 码 *******888 名 吴宗铭 国台湾师范大学机电科技学系 (所) 3 级 生物讯号处软体工具之开发 自 98 7 月 1 日至 99 2 月底止,计 8 个月(含撰写研究成果 报告时间) 申请条码 98CFA0300065
*98CFA0300065* *98CFA0300065*
*******813
身分证 号 码 电 话
就 学 校, 科 系 及 级 学 生 研 究 计 画 名 称 研 究 期 间
0953000726
计 画 归 属 处 别 生物处
国台湾师范大学 机电科技学系(所) 助教授 电 话
02-23583221 明
项
目
额
研 究 助 学
32,000 元 与研究计画直接有关之其他费用,每一计 画最高以补助新台币 15,000 元为限.
二,研究计画内容(以 10 页为限): (一)摘要
跨领域的研究为目前国家所推行的施政重点之一.本系 (国立师范大学机电科 技系) 教授与本校生命科学系目前正从事相关的跨领域整合研究计画.生命科学系 研究生负责生物实验之设计,生物讯号之撷取,本系师长则负责生物讯号的滤波, 分析以及特徵撷取,所得之结果再交生命科学系师长进行判读.在这个跨领域的合 作计画中,生物讯号处理软体的开发是相当重要的一个项目. 在访视生命科学系实验室所使用的软硬体设备以及与两系师长的讨论之后,由 学生与同学所负责开发之生物讯号分析软体必须具备以下之功能:各种生物讯号的 读写,生物讯号杂讯滤除,频谱分析,时频分析与实验数据统计等等. 本计画所欲开发之软体的功能虽然相当多,有些分析理论也正在学习中,但因 Matlab 软体已经提供大部分本计画软体功能所需的函式,同时也 Matlab 也提供图形 化介面设计的功能,因此在指导老师的建议下,利用 Matlab 来设计此软体.因此, 本计画将利用 MATLAB 软体的图形介面(Graphical-User-Interface , GUI)来设计使用者 介面,并整合 Matlab 的数位信号处理功能,时频分析功能,统计功能.与目前该研 究室的软体相比,本计画增加讯号滤波,时频分析以及资料统计之功能,本软体成 功之开发将使该系师生有更完善的分析工具.研究执行要点与预期成果说明如下:
1.
介面设计与讯号分析程式之撰写: 介面设计与讯号分析程式之撰写:搜集有关生物讯号的书籍与文献并与生 讯号分析程式 命科学系师长讨论本软体所需要的功能,包含图形化介面,数位滤波器, 频谱分析,时频分析,资料统计…等等,并使用 MATLAB 软体进行功能 设计.
2.
完成介面程式检测: 完成介面程式检测 完成软体后送交生命科学系师长进行测试,检测软体 功能是否有使用上的问题或软体执行后的异常,若有异常再进行修正,使 本软体达成设计所需.
执行本研究计画,学生将可以学习如何进行研究资料的收集与分析,MATLAB 软体的程式撰写与视窗设计,了解各式生物讯号的特性,技术报告的撰写与口语的 表达能力,以及团队合作精神,做好未来进入研究所的准备工作,并期待成为产业 界或教育界的优秀工作人员.
表 C802
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(二)研究动机与研究问题
学生本身对讯号分析与处理相当有兴趣,因此从大二起就开始跟随系上的老 师学习讯号处理的相关技巧,经过一年的努力,对於讯号处理的基本原理,以及 如何利用 MATLAB 来完成讯号处理的工作具有一定程度的认识.目前学生本身已 经会或正在学习中的讯号处理技术有:数位滤波器的设计,经验模态分解法 (EMD),频谱分析方法(FFT)以及时频分析等.学生得知指导老师正与本校的生命 科学系的师长进行跨领域的研究,乃主动请求指导老师能让学生参与此计画,因 此 有此机缘可以进入生命科学系的研究室 该研究室目前正从事一些模式生物(蝙 , , 蝠与高山田鼠)的研究,利用某些生物讯号(如声频讯号,神经讯号,血压讯号…. 等等)来研究药物或某种刺激对生物行为的影响,兹将在该实验室之所见所闻简要 纪录如下: 蝙蝠与高山田鼠的声频讯号之研究: 蝙蝠与高山田鼠的声频讯号之研究: 之研究 蝙蝠因便於在黑夜的夜间活动,特别演化出一套回声定位 (echolocation)的行为.回声定位叫声包括定频率(CF: constant frequency) 和调频频率(FM: frequency modulation)两种组成成分图 1.固定频率型 图 的讯号简单,频率变动范围窄小,通常持续的时间比较长.调频频率的 讯号复杂,频率变动范围宽大,但通常持续时间相较固定频率型来的短. 不过蝙蝠的回声定位叫声,很少单独出现只有固定频率或调频频率的情 况.大部分的时候,以调频为组成主要部份的叫声,还是会伴随著固定 频率一起出现.

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