第2部 第 11 章 生体特有ノイズも 50/60Hz 交流ノイズも 筋電信号用 ディジタル・フィルタ 長嶋 洋一 電圧→ レベル変動なし 経過時間［s］ 0 38 （a）ノッチ・フィルタあり ノイズ混入 電圧→ 信号レベルが押し 上げられている 経過時間［s］ 0 38 （b）ノッチ・フィルタなし 図 1 50/60Hz 交流ノイズ用ノッチ・フィルタの効果 数μV と小さい筋電を測定する場合には，測定した い信号よりも 50Hz/60Hz の商用電源ノイズが大きく なることあります．例えば 10 〜 100 倍と大きく観測 されます．これを取り除くために，ノッチ・フィルタ を利用します（図 1）．ノッチ・フィルタは，レゾナン ス（共鳴）・フィルタの逆特性をもち，急峻なカーブ で「谷底」を作って，特定の周波数成分だけをカット するものです． また，身体が動くことで電極が身体からずれたり， 電極が急に外れたりする「アーティファクト」が起き ることがあります．アーティファクトによるノイズ は，カットオフ周波数 50Hz ていどのハイパス・フィ ルタで変動成分をカットしたり，信号レンジを監視し て，しきい値より大きい / 小さい周波数成分をカット したりする方法を使います． 本章では，筋電信号のノイズをノッチ・フィルタで 除去してみます．図 2 のように実験します． 実験準備 ノッチ・フィルタやアーティファクト・ノイズ対策 の結果を見るために，筋電信号取得プログラムを 1 チャネル入力から 2 チャネル入力に改造します．2 チャ ネルのうち片方をそのままの信号で出力し，もう片方 はフィルタ処理後の信号を出力するようにしました． ● パソコン側ソフトの改造 2 チャネル入力に対応させるとともに，検波，フィ ルタ処理部を変更しました．常に検波 ON に変更し， FIR フィルタによるローパス・フィルタを ON/OFF できるようにしました．移動平均フィルタの段数を 0 段〜 100 段まで設定できるようにしました． ● マイコン側プログラムの改造 Nucleo F401RE からホスト・パソコンに対して 2 チ ャ ネ ル の A-D コ ン バ ー タ 入 力 の そ れ ぞ れ を， 約 15ms ご と に 返 す よ う に し ま し た． リ ス ト 1 が そ の 2015 年 4 月号 97
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