[發明專利]心音信號質量評估方法

有效

• 申請號: 201510509414.1
• 申請日: 2015-08-19
• 公開（公告）號: CN105212960B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 彭晶;劉傳銀
• 申請（專利權）人: 四川長虹電器股份有限公司
• 主分類號: A61B7/04
• 分類號: A61B7/04
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙)51124
• 代理人: 李凌峰

技術領域

本發明涉及采集信號的質量評估，特別涉及心音信號質量的評估。

背景技術

心音是指由心肌收縮、心臟瓣膜關閉和血液撞擊心室壁、大動脈壁等引起的振動所產生的聲音。它可在胸壁一定部位用聽診器聽取。而現在也可以用電子聽診器聽取，將心音轉化為數字音頻信號從而保存起來。

心音信號作為一種聲音信號，非常容易受到干擾，其干擾來源主要有：1.外界的不穩定噪聲干擾；2.體內的各種生物音干擾，例如腸音、呼吸音；3.因使用者未穩定放置電子聽診器而產生的摩擦音。而且，除了噪聲干擾會導致心音信號的信噪比降低以外，由于心音存在不同的聽診區，未放置在聽診區會導致采集的心音信號的強度較小，難以從背景音中分離出來。

因此，對心音信號進行質量分級，用來反映采集到的心音信號的信噪比，按照級別的高低來分級反映信號質量的優劣程度，包括受到干擾的程度和聽診器的使用狀況等一系列信息。從而讓使用者了解到心音的采集情況，能夠進行相應地調整，這是十分重要的。而目前現有技術中并沒有一項有效的技術能夠實現對心音信號進行質量分級。而實時地顯示心音信號的質量等級，能夠幫助使用者立刻調整姿勢、采集位置和采集環境。不僅能提高采集到的心音信號的信噪比，還能夠優化用戶的體驗，使采集過程不再冗長和枯燥。可刪減信號質量等級較低的心音信號段，降低后期信號處理的難度，節約儲存空間。因此，研發一種有效的心音信號質量評估方法是十分重要并且有價值的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題，就是提供一種心音信號質量評估方法以實現實時計算心音信號的質量等級提示給用戶，幫助使用者立刻調整姿勢、采集位置和采集環境從而獲得更好地心音質量。

本發明解決所述技術問題，采用的技術方案是，心音信號質量評估方法，包括以下步驟：

步驟1、系統采集心音信號并截取用于評估的信號段；

步驟2、系統對信號段進行基于SYM6小波函數的五層小波分解，計算得出第五層近似系數和五層細節系數；

步驟3、系統對第五層近似系數和五層細節系數進行軟閾值過濾；

步驟4、系統對軟閾值過濾后的第五層近似系數和五層細節系數進行能量計算，得出各層系數的能量；

步驟5、系統根據各層系數的能力計算信號質量因子，所述計算公式為：

其中，F為信號質量因子，CD5為第五層近似系數，CA1為第一層細節系數，CA2為第二層細節系數，CA3為第三層細節系數，CA4為第四層細節系數，CA5為第五層細節系數，ECA1第一層細節系數的能量，ECA2第二層細節系數的能量，ECA3第三層細節系數的能量，ECA4第四層細節系數的能量，ECA5第五層細節系數的能量，ECD5第五層近似系數的能量。

具體的，所述步驟1中，系統截取的用于評估的新號段的時間長度計為T，0.5s≦T≦1.5s。

具體的，所述步驟3中，系統對第五層近似系數和五層細節系數進行軟閾值過濾包括以下步驟：

步驟31、系統分別將第五層近似系數和五層細節系數進行絕對值計算后按從大到小進行排列，并分別提取前10％的值作為各層系數的計算值；

步驟32、系統將各層系數的計算值的10％為各層的軟閾值；

步驟33、系統將各層系數中小于各層的軟閾值都設置為0，其他值保持不變得到過濾后的各層系數。

具體的，所述步驟4中，系統對軟閾值過濾后的第五層近似系數和五層細節系數進行能量計算的計算公式為：

E＝Σx²；

其中，E表示各層系數能量，x為過濾后的各層系數中的各個數值。

具體的，還包括系統根據信號質量因子F進行質量分級：若0<F≤0.3，質量等級為5級；若0.3<F≤0.5,質量等級為4級；若0.5<F≤0.7，質量等級為3級；若0.7<F≤0.8，質量等級為2級；若0.8<F，質量等級為0級，等級越高心音質量越好。

本發明的有益效果是：系統采集心音信號并截取用于評估的信號段進行五層小波分解，計算各層系數后對其進行軟閾值過濾，并對過濾后的各層系數進行能量計算后，根據各層系數能量計算信號質量因子，用以提醒用戶采集到的心音質量；