小波变换及人工神经网络课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,小波变换及人工神经网络,小波变换及人工神经网络小波变换及人工神经网络第四章小波变换及人工神经网络,生物医学信号处理,4.3.2小波变换,4.3.2.1连续小波变换,1.定义,t-b,引入窗口函数y0)=a,并定义小波变換,其中,a、bR且a0。a为尺度因子,表示,与频率相关的伸缩,b为时间平移因子,地理课程在初中阶段虽是一门基础学科，却由于受到应试教育的直接影响，被打上了深深的“副科”烙印，导致学校不想管、学生不愿学、家庭不重视的尴尬状况，再加上教法陈旧落后、工作被动应付的因素，造成初中地理及其教学地位备受冷遇，长期以来一直陷在低谷困境中徘徊不前。其实，地理文化内涵深厚、丰富多彩、趣味无限，只要我们从显现其魅力入手，并为之付出相当的努力，势必会迎来初中地理炫耀夺目的春天。,一、建立和谐师生关系，增强“爱屋及乌”效应,初中学龄的青少年思维趋于半成熟，正值敢爱敢恨的人生时段，他们往往凭自我感觉作出判断。初中教师的情感对学生的影响是很深刻的。剔除强制性因素，要让学生“信其道”，必先让他们“亲其师”。多少年来的师道尊严，年龄的悬殊，加上有些教师教学态度简单粗暴，学生对他们只能是敬而远之，从而对其任教学科也采取“不得已而为之”的学习态度。而初中地理学科又是“先天性不足”，学生对其更是无所谓。因此，越是这样我们越要表现出十足的爱心，用感情投入，用关爱、理解、热忱、尊重和信任，赢得学生的向师心理和亲师情怀，进而增强他们对地理学科的学习兴趣。,教师除主动释放亲和力之外，尊重是激发学生学习兴趣的又一关键因素。古人云：“爱人者人恒爱之，敬人者人恒敬之。”教师要彻底摒除那种“师道尊严”的陈腐观念，彻底改变“教育警察”的不良形象，要从内心里从根本上把学生当作教学活动中的平等合作者，要尊重学生的学习主体地位。要正视和尊重学生的个体差异性，一视同仁，要尊重学生的劳动成果，让他们切身领略到在老师心目中的地位。,二、丰富教学艺术手段，深入感悟地理魅力,由于地理学科的内涵丰富而又精彩，所以它的教学方法也是灵活多样的。地理教师可以根据教学内容、教学条件的需要，采取不同的方法组织教学，不断调换地理学习口味，让学生在轻松活跃而又热烈开放的氛围中落实教学任务。,如在教学陆地自然景观的地区差异的内容时，教师可事先将学生分若干组，各组分别代表不同的自然带（如下图）。学生预习课文，熟悉各属自然带的名称和气候特点以及有代表性的动植物。同时要求各组自行分工，准备好代表性动植物的教具，如玩具、卡片等。教学中选出几个导游，先后沿着设定的几条路线缓步前行，要求导游来到哪个自然带，所属同学就说出该带名称、典型动植物及分布地区等内容。同时举出示有关教具，让其它同学也要掌握该带内容。,这样的游戏结束后，教师再播放几大自然带及其动植物的影片，让学生在巩固中加强记忆。这样，一节课，从头至尾都是学生在参与，最大限度地调动他们的积极性，充分发挥了学生的主观能动性，取得了热烈的效果。,三、特设情境角色扮演，丰富学生情感体验,拓展学生的创新思维，让他们在已经创设的特定情境之中，担当角色扮演角色，分别来表演现实生活中的不同人物形象。这样不仅能丰富学生的情感体验，让地理学习充满浪漫的生活情趣，还能让他们的思维在社会现实中得以深化和拓展。在课堂教学中，我通过自制平台，展示出实际生活中非常熟悉的一些人物角色及其工作环境的图片，以此模拟来创设课堂教学情境。例如：图一呈现的是“稻田，渔船农民”；图二呈现的是“汽车司机，飞机飞机师”；图三呈现的是“风景区游客”。然后让学生分别扮演图上的角色，先后说一说“假如我是农民、司机和游客，对天气会有什么样的感受？”这些情景的展现，使学生感同身受，仿佛进入了现实生活之中，从而站在角色立场上去真实感受天气对所在行业的影响。这些特定角色的对白，不同角色的情感交流，使得地理课堂的教学内容更加形象化、现实化，学生能够比较真实地体会到天气与人类的社会活动是密不可分，从而产生了良好的教学效果。,四、加强语言艺术修养，展示地理文化内涵,地理课程的丰富内涵和文化艺术可以说无时不在、无处不有，其展示的途径和方式也是不胜枚举的。然而，课堂教学语言始终是教师传递情感、传授知识的主要载体。无论教学方法多么先进、教学手段多么精彩，最终还是必须借助教学语言来实现教学任务。因此，地理教师一定要注重语言艺术的修养，用美妙的艺术语言美把学生带进地理文化的殿堂，从而增强地理学科的吸引力、向心力和感召力。,比如，可以根据所学内容引用一些地理特征明显的诗词、民谣来强化渲染教学内容与效果。在讲述长江三峡时，可引用“朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还。两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山。”配合抑扬顿挫的语调和三峡图片，这样就图文并茂、有声有色地描绘了长江三峡的滩险、流急、景美，把学生引入某种境地。又如为描述横断山区的岭谷相间、交通困难，可接入“上山云里钻，下山走河畔。对面喊得应，行走要一天。”的民谣；对其气候和植被的垂直变化，则可借用“一山有四季，十里不同天”来加以形象性描绘。,笔者所在校是县级二类高中，生源主要来自农村，农村学生占学生总数以上。多年的教学中笔者发现，农村学生和城里学生相比有着一股不一般的东西，这一股不一般的东西总影响着他们的学习，或促进或抑制。笔者想这一股不一般的东西应为非智力因素。现在使用新教材，开展新课程教学，这种因素对学习的影响更大了，如何引导学生积极培养和利用非智力因素中的有利因素，克服其中的不利因素，笔者想谈一点看法和做法。,非智力因素是相对智力因素来说的，它指的是与认识没有直接关系的情感、意志、兴趣、需要、动机、目标、抱负、信念等一些心理特征，这些特征参与在学生认识活动中，会对学生的学习产生积极或消极的影响，所以，这些非智力因素在每一个人的成长过程中，有着不可忽视的作用。同一班级的学生，他们的智力水平是有差别的，但这种差别不大（同一层次的班），可是学习成绩差距却较大。就是对某一个学生来说，他的成绩在不同的阶段也有较大的差别，这种差距在很大程度上就是非智力因素引起的。,新课程现行的教材（人教版）和原来的旧教材相比，内容新颖丰富、图文并茂、形象生动、点多面广，趣味性可读性强，循循引导逐一设计情景，特别注重学生活动，突出学生的主体地位，倡导质疑讨论的学习方法。这也同样要求学生知识面要广，阅读能力强，有合作精神，善于交流，而这些恰恰是农村学生身上所缺乏的。,“穷人的孩子早当家”，农村学生学习需求强烈，意志力强，非常认真刻苦，也非常懂事，但知识面窄，学得死，不求方法，而且性格内向，自卑感强，不善于交流，这给新课程的实施带来阻力，需教师加以引导，才可使其扬长避短。,一、拓展知识，激发学生学习兴趣,所谓兴趣，是指有选择地、积极愉快地探究某种事物或进行某种活动的心理倾向。当一个学生对某一学科发生兴趣时，他总是心情愉快地去学，而且一学就懂。,针对农村学生知识面窄因而学得死的特点，笔者在新课程的教学中从以下几个方面激发学生的兴趣。,（）多媒体的运用有利于激发学生的学习兴趣。心理学研究表明，没有愉悦的心情、浓厚的兴趣，学习就是学生沉重的负担。所以，在课堂的导入部分,运用多媒体呈现逼真的图像、鲜艳的色彩、动态的画面展示出教学的情景，使教学过程变得形象、生动、活泼，调动学生的观察力和想象力，从感官上给学生以强烈的有意识的刺激，使学生产生强烈的兴趣和“要学习”的动力，积极地参与到学习活动中来。,（）挖掘知识的内在联系，学以致用，使学生感到学习不再是枯燥无味的，而是生动有趣的，知识是有用的。,（）开展课外活动，给学生的学习兴趣提供表现的机会，并更大程度地发展他们的学习兴趣。,（）平时多对差生辅导并鼓励，帮助他们弄懂教材，能顺利地完成作业，考试成绩不要和优生差距太大，以稳定他们的学习兴趣。,二、激“活”教科书，调动学生学习的情感,农村学生学习大都有一种使命感，认为自己一定要好好学，否则对不起劳累的父母，即使他们不爱学习，也会强迫自己学习。因而教师要培养其对学习的情感，使学生从心里自发地真正爱学习。,教师在教育教学过程中，必须充分调动起学生的情感作用，使教与学成为师生间的一种互动的情感活动，教师有感而发，学生为情而动。充分发挥学生的主体性，让学生通过具体的学习，让情绪得到感染，体验到学习的愉悦感和振奋感，从而更加积极主动地去探索领会和掌握知识。苏霍姆林斯基说：“教师的活动不仅包含学科的意义和内容，而且包含了思想的情感色彩。”可见教学不仅是教与学的关系，同时也是师生感情和思想的交流。,摆在我们面前的教科书就是教科书而已，不能说话也不会动，笔者就想方设法，利用电教器材，如：、电脑、录像等，让教科书“活”起来、动起来、形象起来、发出声来，让“活”的教科书震撼学生的心灵，开发学生的智力，培养学生的创新能力。学习前，先播放一段英语字母歌的动画，有趣的画面，儿童化的情节，轻快的音乐，不自觉地吸引了学生的无意注意进入到英语课堂，还复习了已学内容。通过多媒体技术制作课件，可进一步吸引学生，使学生置身于音像、语音、文字的环境中，可提供更多阅读、写作材料激活学生的思维，激发学生学习热情。,三、树立自信心，挖掘学生学习的潜力,课程标准指出“培养学生的合作精神，激发学生的创新潜能，提高学生的实践能力”。,农村学生常不自信，自卑感强，潜力却很大。而自信是使人走向成功的要素。每个人只有相信自己，才能激发进取的勇气。人的性格是在长期的社会生活中受到各方面的影响下形成的。部分农村学生性格内向，生性孤僻，沉默寡言。在课堂教学中，面无表情，不愿举手，常以旁观者的身份出现。对于农村学生，多用期待的目光鼓励他，并且多表扬他，多让他参与课堂的小讨论，给他表现的机会等。一经发现学生的优点要及时表扬，力求在学生遇到学习困难时予以及时的帮助和鼓励，这样学生的学习热情得到了充分肯定，自信心、求知欲不断高涨。笔者就常让农村学生上讲台演讲，以增强其自信心。,四、优化教学手段，提高学生的学习效果,传统教学中学生任务是听，然后跟教师读。这种教学手段单一、不灵活，枯燥无味。渐渐地，学生对英语失去兴趣，讨厌上英语课，怕上英语课。如果运用现代教育技术优化教学，通过丰富的图像、声音、动画、视频等对视觉、听觉进行刺激，能极大地激发学生的好奇心。这样通过看、听、说、演等不同的教学方法能使农村学生都能参与到课堂活动中来，他们就会有一种成就感，能体验到成功的喜悦。此时，教师走下讲台到学生们中，及时给予帮助，同时分享他们的快乐，师生关系民主，合作愉快。同学之间互相帮助，互相学习，愿意合作，营造了和谐的课堂气氛，使学生主动参与到英语学习中去。如英语教学中，单词的学习是相对枯燥的，传统方法是教师领读或用录音机范读，学生跟读，这些都不能有效全面地刺激学生的感官，应用多媒体课件声像并茂，会给学生全新的感受，他们的兴奋点被调动起来，对于单词的学习也就轻而易举了。例如：教学生比较介词“”、“”、“”、“”、“”、“”几个单词时，若用传统的方法恐怕学生难以接受，若能运用多媒体做几个课件，如：画上一个漂亮可爱的小天使，分别使其位于一个语言环境中的不同位置，不就一目了然了吗？而且学生既学得轻松效果又好。,新的课程已走进校园，走进师生的生活。课程改革正在实践中不断深化，并昭示其强大的生命力。在使用新教材过程中，笔者体会最深的是：只有充分调动学生学习的积极性，让学生通过自己的经验和知识来实现知识的建构，学生才能学到真正的知识，成为形成能力的基础。智力因素和非智力因素的结合有助于培养出未来的高素质人才。,第四章小波变换及人工神经网络,生物医学信号处理,4.3.2小波变换,4.3.2.1连续小波变换,1.定义,t-b,引入窗口函数y0)=a,并定义小波变換,其中,a、bR且a0。a为尺度因子,表示,与频率相关的伸缩,b为时间平移因子,2.连续小波变换的计算,从变换定义式可以得出,连续小波变换计,算分以下5个步骤进行,选定一个小波,并与处在分析时段部,分的信号相比较。,计算该时刻的连续小波变换系数C。如,图4.3.2.1所示,C表示了该小波与处在分析时,段内的信号波形相似程度。C愈大,表示两者,的波形相似程度愈高。小波变换系数依赖于所,选择的小波。因此,为了检测某些特定波形的,信号,应该选择波形相近的小波进行分析,Signal,Wavelet h,小波变的系数表示了小波与处在分析,c=0.0102,图4.3.2.1-1计算小波变摸系数示意图,如图4.3.2-2所示,调整参数b,调整信号,的分析时间段,向右平移小波,重复步骤,直到分析时段已经覆盖了信号的整个支撑区间,调整参数a,尺度仲缩,重复步骤,重复步骤,计算完所有的尺度的,连续小波变换系数,如图4.3.2-3所示,Signal,L,capl,Wavelet,c=0.2247,图4.3.2.1-2不同分析时段下的信号小波变换系数计算,图4.3.2.1-3不同尺度下的信号小波变换系数计算,如何选择合适的尺度进行小波分析呢?实际的,信号都是有限带宽的,而某一尺度下的小波相当于,带通滤波器,此带通滤波器在频域必须与所分析的,信号存在重叠。在工程中,我们近似地将小波频谱,中能量最多的频率值作为小波的中心频率,选择合,适的尺度使中心频率始终在被分祈的信号带宽之内。,图4.3.2-4表示了小波在具有2阶消失矩的,Daubechies小波(DB4)跟和频率为0.71429的正弦,信号在时域波形上的近似估计。,图4.3.2.1-4小波中心频率的近似估计,Wf(a,b)的二次方Wf(a,b)|2称为为小波功,率谱,而平均小波功率谱Wf(a)定义为,w.f(a, b) db,W,(a)=,b-b,其中,b0是尺度为a时b的起始位置;b1是尺度为a,时b的结束位置,图,5为一个正弦信号在墨西哥草帽小波,基函数下的瞬态谱图。图4.3.2-6为该正弦信号的,平均功率谱。,980,瞬态叫问b,图4.3.2.1-5正弦信号的小波功率谱,100,100,300,10,5,图4.3.2.1-6正弦信号的小波平均功率谱,31,、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。,黑格尔,32,、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。,普列姆昌德,33,、希望是人生的乳母。,科策布,34,、形成天才的决定因素应该是勤奋。,郭沫若,35,、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。,洛克,