Biophysics · 15.01
信号の分類と比較
Classification and comparison of signals
🧠 信号は、時間変化・予測可能predictable予測可能（predictable）predictable（予測可能）性・周期性・値の連続性continuous連続性（continuous）continuous（連続性）を分類すると、測定帯域、標本化sampling標本化（sampling）sampling（標本化）、フィルターbarrierフィルター（barrier）barrier（フィルター）、解析法を一貫して選べる。
分類の軸
| 軸 | 分類 | 例・意味 |
|---|---|---|
| 時間変化 | 静的／動的 | 体温の一時点／ECG波形 |
| 周期性 | 周期的／非周期的 | 理想的な反復波／単発パルス |
| 予測可能predictable予測可能（predictable）predictable（予測可能）性 | 決定論的／確率的stochastic (vs. deterministic)確率的（stochastic (vs. deterministic)）stochastic (vs. deterministic)（確率的） | 既知の正弦波sine wave正弦波（sine wave）sine wave（正弦波）／雑音を含むEEG |
| 時間・振幅 | 連続／離散 | アナログ信号analog signalアナログ信号（analog signal）analog signal（アナログ信号）／標本化sampling標本化（sampling）sampling（標本化）・量子化quantization量子化（quantization）quantization（量子化）済みデータ |
一つの生体信号が一つの分類だけに属するわけではない。例えばECGは連続時間の動的信号で、準周期的だが心拍ごとの変動と雑音を含む。
アナログとデジタル
アナログ信号analog signalアナログ信号（analog signal）analog signal（アナログ信号）は時間・振幅が連続的に変化する。デジタル化digitizationデジタル化（digitization）digitization（デジタル化）では時間を標本化sampling標本化（sampling）sampling（標本化）し、振幅を量子化quantization量子化（quantization）quantization（量子化）するため、元信号の情報を完全には自動保存しない。
分類から処理を選ぶ
周波数成分はフーリエ解析Fourier analysisフーリエ解析（Fourier analysis）Fourier analysis（フーリエ解析）、不要帯域はフィルターbarrierフィルター（barrier）barrier（フィルター）で扱う。体表電位の発生源と測定は体表面の電気信号PSP, postsynaptic potential電気信号（PSP, postsynaptic potential）PSP, postsynaptic potential（電気信号）につながる。
まとめ
- 信号は複数の独立した軸で分類する。
- アナログ/デジタルは、時間と振幅が連続か離散かを区別する。
- 分類は標本化sampling標本化（sampling）sampling（標本化）、フィルターbarrierフィルター（barrier）barrier（フィルター）、周波数解析の選択へ直結する。