超聲多普勒胎心心率測量方法是目前胎心心率計數的金標準，但現有各種胎心儀的胎心率提取算法在第二產程母體干擾較強的情況下容易發生誤檢。針對這一不足，本文提出了優選模板結合非線性模板匹配的方法，該方法通過聚類建立時頻幀模板庫，然后從模板庫中選取模板對信號進行模板匹配。在對信號進行短時傅里葉變換后，逐幀對信號與模板的差進行帶泄露線性整流（LReLU）函數的最優化，以優化結果作為模板匹配度。最后，對匹配度曲線進行峰值提取，獲取胎心率。本研究將提出的方法與自相關法進行對比，結果顯示本文方法比自相關方法的檢出正確率平均提高 20%，23% 的樣本正確率提高 50% 以上。本文通過分析干擾與信號發生混合時的特點設計算法，希望通過本文為胎心率提取提示一種不僅僅關注信號層面的新思路。
生物（如蜜蜂）觸角作為自然界最高效的感測系統，研究其感知機制是仿制高性能傳感技術的關鍵。針對觸角感知機制研究過程中存在的實驗過程非標準化、手動操作干擾與效率低等問題，本文開發了一種適用于采集生物觸角電信號（含觸角反應時間信息）的自動化實驗裝置。首先，針對實驗中昆蟲頭部的自動識別定位問題，建立了昆蟲頭部輪廓特征的圖像模板，對昆蟲頭部實現了基于豪斯多夫（Hausdorff）法的模板匹配。然后，針對昆蟲頭部相對于標準檢測位置的角度偏差問題，提出了基于長軸最小外接矩形的昆蟲頭部中軸線角度計算方法。最終，通過生物觸角電信號采集裝置采集得到昆蟲觸角接觸試劑時產生的電信號。本文以蜜蜂為研究對象，實驗結果表明：利用模板匹配可實現對蜜蜂頭部準確率95.3%的快速匹配定位，蜜蜂頭部的位姿角度糾正誤差小于1°；觸角與實驗試劑的接觸距離能夠滿足觸角感知機制實驗的要求；采集得到蜜蜂觸角對蔗糖溶液的接觸反應時間等參數與人工實驗得到的結果一致。該系統在無人干擾的狀態下實現了生物觸角接觸信號的有效采集，提高了生物觸角感知機制實驗的標準化水平，為研究與分析生物觸角感知機制中所涉及的生物觸角反應時間提供一種實驗方法與裝置。