ブレイクポイントを用いた表面筋電図の周波数スペクトルをアンサンブル平均するときのパラメータの決定方法

抄録

生体信号の周波数スペクトルをアンサンブル平均することは，信号全体をフーリエ変換して得られる生の周波数スペクトルを平滑化することに相当する．信号全体を複数のセグメントに分割してアンサンブル平均した周波数スペクトルのバラツキは一般的には小さくなるため，セグメント数が大きくなるほどスペクトルは滑らかになる．一方，セグメント数が大きくなればセグメント当たりのデータ数は小さくなり，周波数分解能は低下する．このように，スペクトルの滑らかさと周波数分解能は互いにトレードオフの関係にあることから，両者のバランスがとれたアンサンブル平均が行われることが望ましい．しかしながら，周波数スペクトルをアンサンブル平均するときのパラメータであるセグメント数と重ね合せ率を決定する方法が存在しないため，実際には，アンサンブル平均したスペクトルの滑らかさを主観的に判断してパラメータを決めている．本研究では，表面筋電図の周波数スペクトルをアンサンブル平均したときの分散がセグメント数によってどのように変化するか，その傾向が大きく変わるブレイクポイント（変化点）を見つけることにより，周波数スペクトルのバラツキと周波数分解能のバランスがとれたセグメント数と重ね合せ率を決定する方法を提案する．また，この方法を表面筋電図に適用した結果を示す．