[發(fā)明專利]自動(dòng)提取濕羅音特征的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011011394.2
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN111931728B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 屈世豪;史皆然;應(yīng)東東;許曉斌
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州百世伽信息科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06F17/14;A61B7/00
• 代理公司: 杭州裕陽聯(lián)合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 田金霞

本申請涉及一種自動(dòng)提取濕羅音特征的方法，實(shí)現(xiàn)了智能化且自動(dòng)的從待測者的呼吸音時(shí)域波形中提取出濕羅音特征，無需人為干預(yù)，以用于后續(xù)濕羅音特征數(shù)據(jù)的相關(guān)研究，大幅度降低了搜集、裁剪、整理濕羅音特征所需消耗的勞動(dòng)強(qiáng)度和人力成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及信號與信息處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種自動(dòng)提取濕羅音特征的方法。

背景技術(shù)

羅音是人發(fā)聲所產(chǎn)生的音頻時(shí)域信號波形中，由于呼吸道疾病而導(dǎo)致其中帶有某種特征的信號波形。濕羅音是羅音的一種。它是由于吸氣時(shí)氣體通過呼吸道內(nèi)的分泌物如滲出液、痰液、血液、黏液和膿液等形成的水泡破裂所產(chǎn)生的聲音，故又稱水泡音。濕羅音為呼吸音外的附加音，斷斷續(xù)續(xù)且持續(xù)時(shí)間短暫。

從濕羅音中分離出及羅音的特征，對呼吸道疾病的防治具有重要性的意義。

傳統(tǒng)的提取濕羅音特征的方法，一般通過手工從事先采集到的呼吸音原始波形中分割出來，這種手工分割濕羅音的工作需要投入大量人力、物力、精力和時(shí)間，成本高昂。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對傳統(tǒng)動(dòng)提取濕羅音特征的方法過度耗費(fèi)人力物力的問題，提供一種自動(dòng)提取濕羅音特征的方法。

本申請?zhí)峁┮环N動(dòng)提取濕羅音特征的方法，包括：

獲取待測者在一個(gè)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的呼吸音時(shí)域波形；

對所述呼吸音時(shí)域波形進(jìn)行預(yù)處理；

基于預(yù)處理后的呼吸音時(shí)域波形，構(gòu)建時(shí)間窗序列；所述時(shí)間窗序列包含多個(gè)時(shí)間窗；

從所述時(shí)間窗序列中篩選出至少一個(gè)與濕羅音相關(guān)的時(shí)間窗作為觀測窗，并依據(jù)至少一個(gè)觀測窗，構(gòu)建觀測窗序列；

獲取所述觀測窗序列中每一個(gè)觀測窗內(nèi)的濕羅音特征脈沖波形；

對每一個(gè)濕羅音特征脈沖波形進(jìn)行連續(xù)小波變換，進(jìn)一步從每一個(gè)濕羅音特征脈沖波形中提取出濕羅音特征核波形；

從每一個(gè)濕羅音特征核波形中提取出濕羅音特征并輸出。

進(jìn)一步地，基于預(yù)處理后的呼吸音時(shí)域波形，構(gòu)建時(shí)間窗序列的步驟，包括：

從預(yù)處理后的呼吸音時(shí)域波形中篩選出所有的過零區(qū)間波峰和過零區(qū)間波谷；在預(yù)處理后的呼吸音時(shí)域波形中，每兩個(gè)相鄰過零點(diǎn)之間僅存在波峰時(shí)，振幅最大的波峰為過零區(qū)間波峰；在預(yù)處理后的呼吸音時(shí)域波形中，每兩個(gè)相鄰過零點(diǎn)之間僅存在波谷時(shí)，振幅最大的波谷為過零區(qū)間波谷；

依據(jù)公式1計(jì)算過零區(qū)間峰谷平均振幅；

公式1；

其中，為過零區(qū)間峰谷平均振幅，N_P為過零區(qū)間波峰總數(shù)，N_V為過零區(qū)間波谷總數(shù)，P_n為第n個(gè)過零區(qū)間波峰的振幅，V_k為第k個(gè)過零區(qū)間波谷的振幅；

基于所述過零區(qū)間峰谷平均振幅，從預(yù)處理后的呼吸音時(shí)域波形中篩選出大振幅波峰和大振幅波谷，所述大振幅波峰和所述大振幅波谷的振幅均需滿足大于或等于所述過零區(qū)間峰谷平均振幅的條件；

基于所述大振幅波峰和大振幅波谷，依據(jù)公式2計(jì)算背景振幅值；

公式2；

其中，為背景振幅值，為第i個(gè)大振幅波峰的振幅，為大振幅波峰的總數(shù)，為第j個(gè)大振幅波谷的振幅，為大振幅波谷的總數(shù)；

將預(yù)處理后的呼吸音時(shí)域波形拆解為多個(gè)時(shí)間窗按時(shí)間先后順序依次連接的形式，生成時(shí)間窗序列。

進(jìn)一步地，將預(yù)處理后的呼吸音時(shí)域波形拆解為多個(gè)時(shí)間窗按時(shí)間先后順序依次連接的形式，生成時(shí)間窗序列的步驟，包括：