[發(fā)明專利]一種心肺音信號(hào)識(shí)別方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711093287.7
• 申請(qǐng)日: 2017-11-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107798350B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張涵;林立;林躍裕;吳潔偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G10L25/63
• 分類號(hào): G10L25/63;G10L25/18;G10L25/21;G10L21/0208;G10L21/0232;G06F18/10;G06F18/211;G06F18/2131;G06F18/214;G06F18/2433;G06F18/25;A61B7/02;A61B7/00
• 代理公司: 廣州駿思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44425
• 代理人: 吳靜芝

1.一種心肺音信號(hào)識(shí)別方法，其特征在于：包括心音信號(hào)識(shí)別方法和肺音信號(hào)識(shí)別方法，其中，所述心音信號(hào)識(shí)別方法包括以下步驟：

S11：獲取心音初檢信號(hào)和心音環(huán)境聲音信號(hào)；

S12：對(duì)所述心音初檢信號(hào)和所述心音環(huán)境聲音信號(hào)進(jìn)行差分降噪處理，得到去除心音環(huán)境聲音信號(hào)后的心音降噪信號(hào)；

S13：對(duì)所述心音降噪信號(hào)依次進(jìn)行放大、帶通濾波、陷波濾波和電壓偏置處理，得到心音模擬信號(hào)；

S14：對(duì)所述心肺音模擬信號(hào)依次進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換、濾波和降采樣處理，得到初步的心音數(shù)字信號(hào)；

S15：通過(guò)EMD算法提取所述心音數(shù)字信號(hào)中包含心音有效信息的頻率分量，并去除心音數(shù)字信號(hào)中的噪聲分量，得到心音降噪數(shù)字信號(hào)；

S16：通過(guò)香農(nóng)熵算法對(duì)所述心音降噪數(shù)字信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換識(shí)別，并提取當(dāng)前第一心音的寬度S1、當(dāng)前第二心音的寬度S2、當(dāng)前第一心音與下一第一心音的間距S11、當(dāng)前第一心音與第二心音的間距S12；

S17：根據(jù)當(dāng)前第一心音與下一第一心音的間距S11計(jì)算得出平均心率及心率異變參數(shù)SDNN、SDANN、rMSSD及PNN50，并通過(guò)快速傅里葉變換得到心率異變參數(shù)的頻譜信號(hào)和功率信號(hào)；

S18：根據(jù)頻譜信號(hào)和功率信號(hào)計(jì)算得到頻域參數(shù)TP、HF、LF及LF/HF；

S19：將寬度S1、寬度S2、間距S11、間距S12、心率異變參數(shù)SDNN、SDANN、rMSSD及PNN50、和頻域參數(shù)TP、HF、LF及LF/HF組合形成一個(gè)十二維度的心音信號(hào)特征向量，輸出并存儲(chǔ)所述心音信號(hào)特征向量，從而實(shí)現(xiàn)心音信號(hào)的識(shí)別；

以及，所述肺音信號(hào)識(shí)別方法包括以下步驟：

S21：獲取肺音初檢信號(hào)和肺音環(huán)境聲音信號(hào)；

S22：對(duì)所述肺音初檢信號(hào)和所述肺音環(huán)境信號(hào)進(jìn)行差分降噪處理，得到去除肺音環(huán)境聲音信號(hào)后的肺音降噪信號(hào)；

S23：對(duì)所述肺音降噪信號(hào)依次進(jìn)行放大、帶通濾波、陷波濾波和電壓偏置處理，得到肺音模擬信號(hào)；

S24：對(duì)所述肺音模擬信號(hào)依次進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換、濾波和降采樣處理，得到初步的肺音數(shù)字信號(hào)；

S25：通過(guò)小波分解獲取肺音數(shù)字信號(hào)中不同頻率段的4個(gè)呼氣小波系數(shù)和4個(gè)吸氣小波系數(shù)；

S26：根據(jù)各個(gè)小波系數(shù)與時(shí)域能量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到8個(gè)能量分布特征量，并對(duì)所述8個(gè)能量分布特征量進(jìn)行max-min歸一化處理，得到8個(gè)小波系數(shù)能量；

S27：將所述8個(gè)小波系數(shù)能量構(gòu)建成一肺音信號(hào)特征向量，輸出并存儲(chǔ)所述肺音信號(hào)特征向量，從而實(shí)現(xiàn)肺音信號(hào)的識(shí)別。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的心肺音信號(hào)識(shí)別方法，其特征在于：所述步驟S25中，通過(guò)db5小波分解獲取肺音數(shù)字信號(hào)中呼氣狀態(tài)下的除第一個(gè)小波系數(shù)外的其它4個(gè)呼氣小波系數(shù)d5、d4、d3和d2，且呼氣小波系數(shù)d5、d4、d3和d2對(duì)應(yīng)的頻率段依次分別為[63HZ，125HZ)、[125HZ，250HZ)、[250HZ，500HZ)、及[500HZ，1000HZ)，并通過(guò)db5小波分解獲取肺音數(shù)字信號(hào)中吸氣狀態(tài)下的除第一個(gè)小波系數(shù)外的其它4個(gè)吸氣小波系數(shù)d5’、d4’、d3’和d2’，且吸氣小波系數(shù)d5’、d4’、d3’和d2’對(duì)應(yīng)的頻率段依次分別為[63HZ，125HZ)、[125HZ，250HZ)、[250HZ，500HZ)、及[500HZ，1000HZ)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的心肺音信號(hào)識(shí)別方法，其特征在于：所述步驟S11～S19和所述步驟S21～S27由一心肺音采集識(shí)別端執(zhí)行并完成；

所述步驟S14中，得到心音數(shù)字信號(hào)后，心肺音采集識(shí)別端還通過(guò)藍(lán)牙或互聯(lián)網(wǎng)或通信網(wǎng)絡(luò)將心音數(shù)字信號(hào)傳送至綁定的用戶移動(dòng)終端；所述步驟S19中，得到心音信號(hào)特征向量后，心肺音采集識(shí)別端將心音信號(hào)特征向量上傳至服務(wù)端，并由服務(wù)端存儲(chǔ)；所述步驟S24中，得到肺音數(shù)字信號(hào)后，心肺音采集識(shí)別端還通過(guò)藍(lán)牙或互聯(lián)網(wǎng)或通信網(wǎng)絡(luò)將肺音數(shù)字信號(hào)傳送至綁定的用戶移動(dòng)終端；所述步驟S27中，得到肺音信號(hào)特征向量后，心肺音采集識(shí)別端將肺音信號(hào)特征向量上傳至服務(wù)端，并由服務(wù)端存儲(chǔ)；

所述用戶移動(dòng)終端接收心音數(shù)字信號(hào)和/或肺音數(shù)字信號(hào)后，將心音數(shù)字信號(hào)和/或肺音數(shù)字信號(hào)分別轉(zhuǎn)化成心音波形圖和肺音波形圖，并顯示；

所述服務(wù)端將相應(yīng)的心音信號(hào)特征向量和/或肺音信號(hào)特征向量發(fā)送至用戶移動(dòng)終端，由用戶移動(dòng)終端顯示心音信號(hào)特征向量和/或肺音信號(hào)特征向量。