Inleiding

Bij ruis denk je misschien direct aan het storen van je radio of aan het sneeuwbeeld op de televisie. De term ruis is echter heel breed. Als je gesprek met je klasgenoot wordt verstoord door het geluid van bijvoorbeeld een grasmaaier, noem je dit ruis. Een heel ander voorbeeld is weer het 50 Hz signaal van het lichtnet dat een meting van elektrische signalen, zoals een EEG, kan verstoren. Ruis is over het algemeen dan ook erg ongewenst. Het is daarom belangrijk om te weten wat ruis veroorzaakt en hoe het kan worden verwijderd.

Signaalanalyse

Om ruis te verwijderen uit een signaal, ga je op zoek naar verschillen in de eigenschappen van de ruis en van het eigenlijke signaal. Het bestuderen van de eigenschappen van een signaal wordt signaalanalyse genoemd. Een techniek die hierin vaak wordt gebruikt, is de Fourieranalyse. Met de Fourieranalyse wordt naar de verschillende frequenties gekeken, die in een gemeten signaal aanwezig zijn. Stel dat een neuroloog een EEG meting verricht bij een patiënt. Van het EEG is bekend dat dit frequenties van tussen de 0.5 en 40 Hz bevat. Verstoringen van het lichtnet (50 Hz) kunnen daardoor verwijderd worden door het gebruik van een laagdoorlaatfilter met een afsnijfrequentie van 40 Hz. Dit is een filter dat alle frequenties van het signaal doorlaat tot een frequentie van 40 Hz. Een belangrijke andere verstoring van het EEG signaal is het knipperen van de t geeft een heel duidelijke constante piek in het EEG signaal. Deze verstoring kan worden verwijderd door middel van een zogenaamde matched filter. Dit filter herkent het amplitude patroon van de oogknipper en verwijdert het vervolgens.

Experimenteren!

Wat er allemaal voor ruis kan zorgen is goed na te gaan door zelf metingen te verrichten. Zo kun je bijvoorbeeld achtereenvolgens met het licht aan en het licht uit een EMG meting uitvoeren. Of je kunt kijken naar wat de invloed is van het bewegen van de draden van de EMG elektroden. Op de Universiteit Twente zijn er verschillende programma's aanwezig waarmee je het signaal vervolgens kunt uitlezen en kunt gaan bewerken met allerlei filters. Op deze manier zul je de moeilijkheden en uitdagingen ervaren, waar veel onderzoek in verschillende vakgebieden op gericht is. In de medische wereld bijvoorbeeld zijn metingen pas van diagnostische of therapeutische waarde, als je zeker weet dat je naar je fysiologische signaal zit te kijken in plaats van naar ruis.

onderzoeksvragen

Ruis
Wat wordt er verstaan onder ruis?

Bronnen van ruis
Wat kunnen bronnen van stoorsignalen zijn bij het meten van elektrische signalen?

Signaalanalyse
Welke technieken kunnen worden gebruikt om ruis te verwijderen?