心音信号的分析及其特征提取方法的研究

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基于心音信号分析的心脏病辅助诊断方法研究的开题报告

基于心音信号分析的心脏病辅助诊断方法研究的开题报告一、选题背景心脏病是目前全球范围内较为普遍的疾病之一，其发病率和死亡率均较高。

而且患有心脏病的患者需要进行长期的医学管理和治疗，且心脏病的确诊和治疗需要消耗大量的时间和资源，在一定程度上制约了医学的普及和发展。

随着计算机技术和生物医学工程等领域的不断发展，利用信号处理和分析技术对心脏病进行辅助诊断和监测，已经成为了一种研究热点。

其中，基于心音信号的分析和处理技术，可以在不需要进行创伤性检查的情况下，通过测量心脏的声音来推断心脏的健康状况，从而实现对心脏病的辅助诊断和监测。

二、研究目的和意义本研究旨在通过对心音信号的分析和处理，研究出一种基于心音信号的心脏病辅助诊断方法，为临床医生提供一种快速、准确的诊断工具。

具体来说，本文将从以下几个方面进行研究：1. 对心脏声音进行采集和处理，提取出有价值的信息。

2. 构建一个基于机器学习和模式识别算法的心脏病诊断模型，用于对心脏声音进行分类和诊断。

3. 对所构建的诊断模型进行实验验证，并与常用的心脏病诊断方法进行比较，评估该方法的准确性和可靠性。

本研究对医学诊疗有重要的实践意义和指导意义，可以提高心脏病的诊断效率和质量，减少临床医生的工作量，降低患者的经济负担和心理压力，对提高人民健康水平和保障社会和谐稳定具有重要的意义。

三、研究内容和思路本研究的主要内容和研究思路如下：1. 心脏声音信号采集和处理本研究将使用心音信号采集仪对患者的心脏声音进行采集和记录，并利用数字信号处理技术，对采集到的心音信号进行去噪、滤波、特征提取等预处理工作，以便后续的分析和处理。

2. 心脏病诊断模型的构建本研究将以机器学习和模式识别算法为基础，构建一个基于心音信号的心脏病诊断模型。

具体来说，我们将把预处理后的心音信号作为输入，利用特征提取算法从中提取出有价值的特征，再使用分类算法对心音信号进行分类和诊断。

3. 实验验证和结果分析本研究将使用大量的心脏声音信号进行实验验证，并与常用的心脏病检测方法进行比较。

心电图信号处理技术的特征提取方法

心电图信号处理技术的特征提取方法心电图（Electrocardiogram，简称ECG）是记录心脏电活动的一种常用方法，可以通过测量身体表面的电位变化来反映心脏的电活动和节律。

心电图是一种重要的医学诊断工具，而心电图信号处理技术的特征提取方法可以帮助医生准确快速地分析和诊断心脏疾病。

心电图信号具有高度的复杂性，包含了多种信息，如心率、心脏节律和心脏传导系统的状态等。

特征提取是将这些信息从原始信号中提取出来的过程，通过特征提取可以提取出有用的心脏相关信息，减少冗余信号。

本文将介绍心电图信号处理技术中常用的特征提取方法。

1. 时间域特征提取方法时间域特征提取方法是最直接的特征提取方法，可以通过对心电图信号的振幅和时域特性进行分析来提取特征。

常用的时间域特征包括：R峰振幅、QRS波群宽度、T波宽度等。

这些特征可以反映心脏的电活动情况，例如QRS波群宽度可以用来判断心脏是否存在传导障碍。

2. 频域特征提取方法频域特征提取方法可以通过将心电图信号转化为频谱来分析，从而提取出信号的频域特性。

常用的频域特征包括：功率谱密度、频带能量等。

这些特征可以帮助医生判断心脏的频域特性，例如功率谱密度可以反映心脏的节律特性。

3. 基于小波变换的特征提取方法小波变换是一种时频分析方法，可以将信号分解为不同频率的子信号，从而提取出信号在时间和频率上的特征。

基于小波变换的特征提取方法可以通过分解心电图信号和重构子信号来提取特征。

常用的小波变换方法有离散小波变换（DWT）和连续小波变换（CWT），通过对心电图信号进行小波分解可以得到不同频率的子信号，然后通过重构子信号可以提取出对心脏疾病具有区分能力的特征。

4. 神经网络方法神经网络方法是近年来发展起来的一种特征提取方法，可以通过构建一个针对心电图信号的神经网络模型来提取特征。

神经网络方法可以通过训练数据来学习和提取特征，经过训练的神经网络模型可以通过输入心电图信号来输出特征。

这种方法可以有效地提取出信号中难以发现的特征，对于心脏疾病的诊断有着重要的作用。

声学信号的时频分析与特征提取技术研究

声学信号的时频分析与特征提取技术研究商业计划书一、概述本商业计划书旨在介绍声学信号的时频分析与特征提取技术研究，并提出相关商业化的发展方案。

声学信号是指通过空气、固体或液体传播的声波信号，具有广泛的应用领域，包括音频处理、语音识别、音乐分析等。

本项目旨在利用先进的时频分析与特征提取技术，为相关领域提供高效、准确的解决方案。

二、市场分析声学信号处理市场具有巨大的潜力和发展空间。

随着人工智能、物联网等技术的快速发展，对声学信号处理的需求不断增加。

尤其是在语音识别、智能音箱、音频分析等领域，声学信号的时频分析与特征提取技术是关键的核心技术。

据市场研究机构预测，声学信号处理市场的年均增长率将超过10%。

三、技术研究与创新本项目将聚焦于声学信号的时频分析与特征提取技术的研究与创新。

通过深入研究声学信号的时域与频域特性，结合机器学习和信号处理算法，开发出高效、准确的声学信号处理解决方案。

同时，我们将不断推进研究，提升技术的稳定性和可靠性，提供更加优质的产品和服务。

四、商业化发展方案1. 产品开发与推广我们将开发一系列声学信号处理软件和硬件产品，包括声音识别系统、音频分析工具等。

通过与合作伙伴合作，将产品推广至音频处理、语音识别、音乐分析等领域的企业和个人用户。

同时，我们将与大学、研究机构等合作，共同开展科研项目，提升产品的技术水平和市场竞争力。

2. 服务与支持除了产品销售，我们将提供全面的服务与支持。

包括技术咨询、定制开发、系统集成等。

我们将建立健全的客户服务体系，为客户提供及时、专业的技术支持和解决方案。

同时，我们将不断改进服务质量，提高客户满意度，树立良好的企业形象。

3. 市场拓展与合作本项目将积极开展市场拓展与合作，与相关领域的企业、研究机构建立合作关系。

通过合作共赢的模式，共同推动声学信号处理技术的发展。

我们将参与行业展会、学术研讨会等活动，扩大品牌影响力和市场份额。

五、竞争优势1. 技术领先：本项目拥有一支高素质的研发团队，具备丰富的声学信号处理经验和专业知识。

信号特征提取方法与应用研究

信号特征提取方法与应用研究信号特征提取方法与应用研究一、引言信号特征提取是指从原始信号中提取出具有代表性的信息，用于研究和分析信号的特性和模式。

在不同领域的应用中，信号的特征提取是非常重要的一步。

信号特征可以揭示信号内在的规律和特点，从而为信号处理、分类、识别、故障诊断等提供理论基础。

本文旨在探讨信号特征提取方法的原理与应用研究。

二、信号特征提取方法目前，常用的信号特征提取方法主要包括时域特征、频域特征和小波特征等。

时域特征是通过对信号的幅值序列进行分析，提取出信号的均值、方差、能量等统计量的方法。

频域特征是通过将信号进行傅里叶变换，得到信号的频谱信息，从而提取信号的频率、幅值以及相位等特征。

小波特征则是将信号进行小波变换，得到信号的时频分布特性，从而提取信号的时频信息。

三、信号特征提取方法的应用研究1. 信号处理信号特征提取在信号处理中起到了至关重要的作用。

信号处理是指对信号进行滤波、降噪、去噪等处理，以提高信号的质量和清晰度。

信号特征提取可以帮助我们寻找到信号中的有效信息，从而更好地进行信号处理。

2. 信号分类与识别在信号分类与识别中，利用信号特征提取可以对不同类别的信号进行区分和判别。

通过比较信号特征之间的差异，可以对信号进行有效的分类和识别。

例如，声音信号的频谱特征可以用于语音识别，图像信号的纹理特征可以用于图像分类等。

3. 故障诊断信号特征提取在故障诊断中也具有重要的应用价值。

通过对故障信号进行特征提取，可以发现信号中的故障模式和规律。

例如，在机械设备故障诊断中，可以通过振动信号的频率谱特征、包络谱特征等来判断设备是否存在故障。

四、信号特征提取方法的优化研究为了更好地提取信号特征，目前还存在一些需要解决的问题。

例如，当信号存在噪声时，噪声会对信号的特征提取造成干扰。

因此，如何有效地降低噪声对信号特征提取的影响，是一个亟待解决的问题。

此外，当前的信号特征提取方法还存在一定的局限性，无法完全满足复杂信号的特征提取需求。

心电信号的特征提取与分类算法研究

心电信号的特征提取与分类算法研究随着时代的发展，健康已经成为了人们最为关注的话题之一。

而心电信号作为反映心脏健康状况的重要信号之一，其的自动分析和处理已经成为了临床医学中必不可少的工具。

在当前信息化的大潮中，对心电信号的特征提取和分类算法的研究就显得尤为重要。

1. 心电信号的特征提取心电信号的特征提取是指将复杂的心电信号分解成若干易于处理的信号段，并提取这些信号段中的有用信息，以用于诊断、分类和治疗等领域。

具体来说，心电信号的特征包括时间域、频域和时频域三个方面。

时间域特征指的是在时间轴上对心电信号的形态和大小进行分析，常见的包括平均值、标准差、斜率、峰值等等。

在此基础上，还需要进一步分析心电信号在各个时间窗口内的变化情况，如振幅和形态的变化等。

频域特征指对心电信号的频率分布进行分析和处理。

心电信号的频率可以分为低频段、中频段和高频段，在不同频段下信号的分析方法也不尽相同。

最常用的方法包括傅里叶变换和小波变换两种。

时频域特征则是将时间域和频域特征相结合，从而获得更为准确的信号描述。

常见的方法包括分析矩、小波包、矩形域和卡曼滤波等。

2. 心电信号的分类算法心电信号的分类算法是将已经提取出的心电信号特征进行归类，从而实现心电信号的诊断、分类和治疗等重要功能。

常见的心电信号分类算法包括神经网络、支持向量机、朴素贝叶斯、决策树等多种方法。

神经网络是一种基于生理学模型的元学习算法，能够将复杂的非线性映射关系转化为线性映射关系。

在神经网络模型中，信号的特征被转化为模型的输入，而模型的输出则是不同类别的概率。

神经网络分类算法具有很好的处理非线性问题的能力，但它的训练难度大，且存在着训练集样本量不足的问题。

支持向量机是一种非参数分类器，能够利用样本空间对均衡性、顺序性、上下文相关性、重要特征等信息进行有效的分类。

支持向量机能够有效地解决高纬度空间下的分类问题，但是对于虚线点大量的数据集，计算复杂度较高。

朴素贝叶斯分类算法基于贝叶斯定理，给出了给定某些特征下得到某个类别的概率。

人体心音实验报告结论

人体心音实验报告结论引言心率是人体健康状况的一个重要指标，对于判断人体器官运行是否正常十分关键。

近年来，人体心音信号的研究逐渐受到重视。

本实验旨在通过采集和分析人体心音信号，了解心率与人体健康的关系。

方法实验采用了非侵入性的心音信号采集方法，利用心电传感器将心音信号记录下来，并采用信号处理技术对数据进行处理和分析。

实验对象为10名年龄在20-40岁之间的健康志愿者。

结果通过对实验数据的分析，得到以下结论：1. 心率与活动水平之间存在显著关系。

实验中发现，在静态状态下，被试者的平均心率为70次/分钟；而在运动状态下，心率明显增加，平均心率可达到100次/分钟。

这说明运动能够促进心血管系统的正常运转，加快血液循环，从而提高心率。

2. 年龄与心率之间存在相关性。

通过对不同年龄段的被试者进行心率的分析，发现随着年龄的增长，心率呈现逐渐下降的趋势。

这与人体机能逐渐减弱、新陈代谢能力下降等生理变化有关。

因此，通过监测心率可以为老年人的健康状况评估提供重要参考。

3. 不同性别的心率差异明显。

实验结果表明，女性的平均心率要高于男性，相差约5-10次/分钟。

这可能与女性的体内激素水平、心血管系统构造等生理特点有关。

4. 心率的变异性对人体健康状况有潜在的指示作用。

研究发现，心率的变异性指标越高，说明人体自主神经系统的弹性越好，有利于身体的自我调节和应激反应。

而心率变异性的降低可能与心血管疾病、精神压力增加等因素有关。

讨论本实验结果进一步验证了心率与人体健康之间的关系，并得到了一些有意义的发现。

然而，由于实验样本量较小，仅针对特定年龄段和性别的健康被试者进行了观察，因此仍然存在一定的局限性。

未来的研究可以扩大样本量、加入不同健康状态的被试者，以更全面地探究人体心率与健康的关系。

结论通过人体心音实验的结果分析，我们可以得出以下结论：1. 心率与活动水平、年龄和性别之间存在明显的关联。

2. 监测心率可以提供老年人健康评估的重要参考。

心音信号包络提取和识别方法的比较分析研究

１常用心音包络提取方法的分析和比较
用于信号包络提取的方法很多，而包络提取方法的选取直接关系到信号识别方法的复杂程度和识别效果。经典的方法是采用希尔伯特（ｉｅ）Ｈｌｒ变换ｂｔ
收稿日期：ｏ０一４９２１ｏ —２
程，高识别效率。在分析比较几种常用的心音包络提取算法的基础上，用基于短时提应
平均能量的方法提取心音信号包络，获得了比较好的效果。
关键词：心音；包络提取；自动识别
中图分类Ａ
第１Ｏ卷第２期
２１００年６月
兰州石化职业技术学院学报
ＪｕｎｌｏａｚｏｅｒｃｅｃｌｇｆＴｃｎｌｇｏｒａｆＬｎｈｕＰｔｈｍｉａＣｏｌｅｏｅｈｏｏｙｏｌｅ
Ｖ１１ｏ２ｏ．ＯＮ．
Ｊｎ，２０ａ．０１
作者简介：吴玉春（９３，，１ｓ一）男河北衡水人，，助讲顼士．
进行提取，后来人们采用复解析小波变换（ｏｐｘＣｍｌｅＡａｙｃＷａｅｔｒｎｆｒ、ｎｌｉｖｌａｓｍ）数学形态学方法、均ｔｅＴｏ平香依能量方法等较新颖的方法来提取信号包络，现根据心音信号进一步分析和处理的需要，将各种方法分别进行讨论。１１基于希尔伯特一黄变换的包络提取方法．１９９８年美国科学家Ｎｒｅ．．ｕｎ等人提出ｏｎＥＨａｇｄ了一种主要用于分析非平稳信号的新信号分析方法希尔伯特一黄变换（ｉｅ —Ｈａｇｔｎｏ，ＨｌｒｂｔｕｎａｓｒｒｆｍＨＨ】Ｔ），其主要创新是本征模函数（ｎｒｓｏｅＩｔｎｉｍｄｉｃｆｃｏ，Ｍ）概念的提出和经验模态分解（ｍｉｕｔｎＩＦｎｉＥｐ－ｒｉｌｄｎｔｎＭＤ）法的引入：通过Ｅｃｅｆｃｏ，Ｅａｍｏｕｉ方ＭＤ，将信号分解成ＩＦ一般为有限数目）Ｍ（的和，对每ＩＦ分别进行Ｈｌｒ变换谱分析就可以获得有意Ｍｉｅｂｔ义的瞬时频率，从而给出非平稳信号中频率随时间变化的精确表达．而希尔伯特变换可以把一个实信号表示成其频谱仅在正频域有值的复信号（析信解号）对研究实信号的瞬时包络有重要意义Ｊ，。ＨＴ的关键问题是通过信号极值点拟合信号的包Ｈ络线。实验表明，这种方法对于提取窄带载波信号的包络是十分有效的，但对于宽带时变信号，比如心音信号（特别是异常心音信号）的包络提取存在一些固有的缺陷，这些缺陷主要表现在以下几个方面：１具有零频成分，）这对于压缩编码是不利的；２存在所有高频成分，）故而得到的包络信号中包含许多高频成分，抗干扰能力较弱；３细节包络和主要成分包络同时被提取出来，）

基于MATLAB的心音信号处理概要

基于MATLAB的心音信号处理概要心音信号是人体心脏收缩和舒张过程中产生的声音信号。

通过对心音信号的处理和分析，可以匡助医生了解患者的心脏健康状况，诊断心脏疾病，并进行治疗和监测。

本文将介绍基于MATLAB的心音信号处理的概要，包括信号采集、预处理、特征提取和分类识别等方面。

一、信号采集心音信号的采集通常使用心电图(ECG)或者听诊器等设备。

ECG是通过电极贴在患者身上，记录心脏电活动产生的电信号。

而听诊器则是将听诊头放在患者胸部，通过麦克风采集心音信号。

在MATLAB中，可以使用相应的工具箱或者第三方设备接口进行信号采集。

二、预处理心音信号采集后，通常需要进行预处理，以去除噪声和干扰，提高信号质量。

预处理的步骤包括滤波、去噪和增益调整等。

滤波可以采用低通滤波器或者带通滤波器，去除高频噪声和低频干扰。

去噪可以使用小波去噪算法或者自适应滤波算法，去除信号中的噪声。

增益调整可以根据信号的幅度范围进行放大或者缩小，以便更好地观察和分析信号。

三、特征提取心音信号的特征提取是为了从信号中提取出实用的信息，用于后续的分类和识别。

常用的特征包括时域特征、频域特征和时频域特征等。

时域特征包括心音周期、心音强度和心音时长等。

频域特征包括心音频率和心音能量等。

时频域特征则是将时域和频域特征结合起来，如短时傅里叶变换(STFT)和小波变换等。

在MATLAB 中，可以使用相应的函数和工具箱进行特征提取。

四、分类识别特征提取后，可以使用分类算法对心音信号进行分类和识别。

常用的分类算法包括支持向量机(SVM)、人工神经网络(ANN)和决策树等。

这些算法可以根据特征向量的属性，将心音信号分为正常和异常两类，或者进一步细分为不同的心脏疾病类型。

在MATLAB中，可以使用相应的函数和工具箱进行分类和识别。

总结：基于MATLAB的心音信号处理主要包括信号采集、预处理、特征提取和分类识别等步骤。

通过对心音信号的处理和分析，可以匡助医生了解患者的心脏健康状况，诊断心脏疾病，并进行治疗和监测。

心音信号分析方法及应用性研究

收稿日期 : 2008 - 12 - 18 基金项目 : 北京市教委科技发展计划面上项目 ( KM200710011010) . 作者简介 : 陈天华 (1967 —) ,男 ,湖南长沙人 ,副教授 ,主要从事智能信息处理、计算机网络测控等方面的研究.
36
北京工商大学学报 (自然科学版) 2009 年 3 月
法和现代谱分析方法用于植入主动脉瓣位置上的人
工生物瓣膜音的分析 ,并对这两种方法的性能进行
了对比研究 ,得出了一些有意义的成果.
然而 ,传统的稳态分析方法反映的是信号的静
态频谱特征 ,对于人体心音信号等生物医学信号 ,由
于个体的生理和病理以及外界环境的影响 ,信号通常表现为非平稳时变特性. 因此 ,反映心脏及心血
图 1 心音传感器结构
由于心音信号是人体产生的微弱生物信号 ,根据测试环境的不同 ,检测中可能会产生各种干扰信号 ,因此 ,需要时还应对心音信号进行滤波 ,以消除信号中存在的噪声. 传统的噪声消除方法是采用相关的高通、低通或带通滤波电路 ,但这种模拟滤波方法效果并不理想并容易产生漂移[9 ] . 随着数字信号处理技术的发展 ,数字滤波可以用于消除心音信号的各种干扰. 例如 ,梳状滤波器可以消除 50 Hz 工频干扰 ,小波分解重构可以消除心音信号中的其他噪声 ,因此 ,基于现代信号处理技术的数字滤波方法比模拟方法更加简便有效.
窗、汉宁窗、海明窗等.
信号 x ( t) 的短时傅里叶变换为 :
∫ S T FT ( t ,ω) =
+∞
x ( u) w ( u -
t) e - jωud u ,
-∞
(1) 式中 , w ( t) 为窗函数.
Байду номын сангаас

心音信号MFCC特征向量提取方法的优化

心音信号MFCC特征向量提取方法的优化许春冬;周静;应冬文;龙清华【摘要】为了提高利用梅尔频率倒谱系数(Mel-frequency cepstral coefficients,MFCC)特征向量进行心音信号分类的准确率,本文提出以一种基于独立成分分析(independent component analysis,ICA)及权值优化的MFCC特征向量优化方法.首先,通过消除趋势项、降噪、提取心动周期与基础心音分割等步骤对心音信号预处理;接着,对提取的基础心音信号做Mel频谱变换及倒谱分析提取MFCC特征向量,其中用ICA替代离散余弦变换去除分量间高阶量的相关性,同时采用相关系数为权值优化整体混合矩阵;最后,采用F比衡量特征向量贡献率,并以其为权值优化各维特征向量.通过提取MFCC特征向量采用支持向量机(support vector machine,SVM)的分类器识别第一心音及第二心音,并与人工标注心音状态集进行对比.实验结果表明,基于ICA及权值优化的MFCC特征向量在SVM分类器中识别率得到了有效的提升,且优化算法具备一定抗噪性能.【期刊名称】《信号处理》【年(卷),期】2019(035)003【总页数】9页(P410-418)【关键词】心音;梅尔频率倒谱系数;独立成分分析;权值优化;支持向量机【作者】许春冬;周静;应冬文;龙清华【作者单位】江西理工大学信息工程学院,江西赣州341000;江西理工大学信息工程学院,江西赣州341000;江西理工大学信息工程学院,江西赣州341000;中国科学院声学研究所语言声学与内容理解重点实验室,北京100190;江西理工大学信息工程学院,江西赣州341000【正文语种】中文【中图分类】TN9121 引言心音分析是现阶段主流的心血管疾病诊断方法之一[1]。

心音信号是人体心脏机械工作产生的振动经胸腔、胸壁等组织的传递到达胸部表层的信号,主要与人体心脏的心肌收缩、瓣膜关闭以及泵血等运动有关[2]。

基于小波的心音信号分析及其特征提取

电
脑
与
信
息
一
技
术
２１年２月０１
信号处理技术的发展，大大地提高了对心音的传统分
阶分解的细节信号ｄ：５Ｈ一２ｚｌ５１ｚ１０Ｈ１
析能力。心音信号的分析与研究主要在对ｓ和ｓ的ｌ２
生理病理研究、心音微弱成份（３和ｓ）对ｓ４的分析研究、对人工心脏瓣膜的无创伤检测和心脏杂音的频率变化规律分析等几个方面Ｂ１－。Ｓ国外不少研究人员都尝试用不同的方法来分析心音信号。Ｄｅｂｒ等用短时傅里叶变换分析心音信号，ｊｂａｉ
（ｃｏｌｆｎｏｍａｏｎｉｅｒｇＷｕａｉｅｓｙｏｃｎｌｇ，ｕａ３０３Ｃｈｎ）ＳｈｏｏｆｒｔｎＥｇｅｎ，ｈｎＵｎｖｒｔｆｈｏｏｙＷｈｎ４０６，ｉａＩｉｎｉｉＴｅ
ＡｂｔａｔＨｕｎｈａｔｓｕｄｓｎｌｉｏｅｆｔｅｍｏｔｉｏｔｎｈｓｌｇｃｉａ，ｗｈｃｏｔｉｓｔｅｕｎｈａｔｓｒｃ：ｍａｅｒｏｎｉａｓｎｏｈｇｓｍｐｒｔｐｙｉｏｉａｓａｏｌｇｌｎｓｉｈｃｎａｎｈｈｍａｅｒ
２小波分析及其仿真实验
２１小波分析原理．
－
删＿＿
；Ｌ一１．～
…
’ …
根据小波多分辨率原理，可以把空间做逐级二分

心音信号特征提取小波包算法研究

波包算法
２１小波包母函数．
小波包母函数的选择直接影响信号的分析精度，心音信号的时频分析要求小波包母函数的时间局部性
好，能量集中度高。Ｄｕｅｈｅ波具有好的局部特ａｂｃｉｓ小
）＝
（）１
）＝。（）ｓｉｌｃ１ｓ詈２ｎ
其中，：ｃ¨为二项式系数。
２２小波包算法．在小波多分辨分析理论的基础上，尺度函数将（）ｔ记为 “ （）小波函数沙（）为 “ （）于是由二。ｔ，ｔ记ｔ，
能量在时域上的等价关系，提取最优基频带的归一化能量作为心音信号的特征向量。采用类别可分离性判据，计算出该
算法对正常和心脏疾病患者的心音特征的可分性测度均值为３９４９表明该算法能有效地识别不同的心音信号。．３，关键词：心音信号；特征提取、波包算法；类别可分离性判据
围内，第二心音的频率成分主要集中在５ｚ～而０Ｈ２０Ｈ范围内，５ｚ～０范围内出现第二个小０ｚ２０Ｈ３０Ｈｚ
峰值。ＢＥ一ｓ等用时频分析的方法分析心音信Ｊ．１Ａｉｒ号，发现不同的心脏疾病在心音中体现为不同时刻出现的不同频率的心脏杂音。
尸ｙ（）＝∑ ｃＹ
＝
０
等重要诊断信息。与传统的心电信号相比，脏疾病心引起的病理改变会较早地在心音信号上体现出来Ｊ。

心音信号的检测与处理

维普资讯
曩代仅矗（、＼ｍｏｅｎｓｒ．ｒ．ａ，．ｄｒｉｔｏｇｃ）、『，ｎｓ
心音信号的检测与处理
郭军涛林森财田晓东陈基明北京１０３）００６北京１０９）００１（．空军总医院医工科１
－
３３．Ｖ
Ｌ７９Ｔ１８
冲击信号时容易受到呼吸运动的干扰，且对身体活动敏感，而采用固体振动传感器，则不受呼吸运动影
图２前置级信号提取
响，具有较强的抗干扰能力，而且可以用同一传感器实现心搏和鼾声信息的获取，可用于睡眠呼吸事件检
３６
３硬件检波与特征点识另Ｕ
｛０
１固体振动传感器
心音是心脏跳动过程中对胸壁的冲击振，如何
有效获取这些振动信号，尽可能降低运动伪迹的干扰是信号提取技术的关键。尝试过ＰＤ压电类材料实ＶＦ现心搏冲击的检测，进而采用动圈式固体振动传感器
实现心搏／心音信号的获取，ＰＤＶＦ压电类材料提取心
不是心音成份分析，为降低微处理器的采样负荷，
我们使用硬件检波与特征点识别技术（图３。见）
为降低硬件电路设计的复杂性，我们巧妙地利
用运放的单电源供电特性，实现双向检波，加法电
ＵＲＤ起到进一步放大的作用，将其调理到适合Ｈ２
（．解放军总医院二附院医工科２摘
要目的：实现低负荷心冲击信号提取，方法：使用固体振动传感器提取心音信

二维第一心音图特征提取的研究

（２）：２３５ — ２４９．
［３］ＸｉｅｏｎｆｇＣ，ＹｅｗｅｉＴ．ＨｅａｒｔＳｏｕｎｄｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ：ａｐｒｏｓｐｅｃｔｉｖｅｃａｎｄｉｄａｔｅｆｏｒ
序是从上到下，从左到右的。如果一个像素点的坐标为（，Ｙ），另一个像素点的坐标为（，，），那么像素点与像素点之间斜率的计算公
式如下：
，＞０
Ｓｌｏｐｅ＝
２ｌｌ＜０
＝｛＿０（１）
ｓｌｏｐｅ只有三种数值情况，本文不考虑具体斜率值，只考虑斜率是
３二维第
一
心音图的研究现状及意义
在医学上．由心音图引申出来一种全新的心脏检查技术，称为心音图检查日。目前．国内外心音图检查还处于小规模试用阶段，主要还是结合比较成熟的心电图检查来完成心音图检查。心音信号作为人体最重要的生理信号．它的研究价值和研究意义不亚于任何信号，对它的研究关系到人类的健康和未来的发展。鉴于人类更善于通过眼睛来接受外界的事物．本文人性化地将心音信号图形化成二维心音图．它具有直观、易保存、易分析的特点。
图像处理技术经过多年快速发展已经趋于成熟，成功应用的典型有指纹安全认证、ｘ射线计算机断层摄影（ｃＴ）等。我国部分省市今年开始实施居民二代身份证加入个人指纹信息，指纹图像特征提取和识别技术已经大范围推广应用。同样地，ＣＴ是图像处理技术在医疗事业上的巨大突破．它不仅可以现出肿瘤的位置．还可以将肿瘤的形状大小都清晰显示出来＿１＿。心音是一维信号，对它的处理识别方法通常都基于一维信号一维心音信号是声音信号．它的特征基本都是基于声音的特征．比如ＬＰＣＣ、ＭＦＣＣ等。二维图像信号比一维信号要直观形象，比如心电图．既方便医生诊断检查．又便于持久保存。加上图像处理技术的成熟与广泛应用．将转换后的二维第一心音图用图像处理技术进行预处理和特征提取．这是对心音从图像领域的新探索

心音信号的第一心音幅值提取算法的研究

重庆大学硕士学位论文心音信号的第一心音幅值提取算法的研究姓名：吕佶申请学位级别：硕士专业：信号与信息处理指导教师：朱冰莲20060401摘要心音检测为评估心脏和血管的功能与状态提供了低廉的非介入性的方法。

第一心音的幅值是心脏收缩能力的标准度量，心音图(PCG)可以用于心力储备的研究。

为此，需要消除PCG信号中的噪声，并用分段算法定位第一心音。

心音信号采集过程中会引入多种噪声，而这些噪声在频域的分布并不总是与心音信号的分布分离的，故传统的频域滤波方法的使用就受到了限制。

本文先介绍了主要的几种小波去噪方法，然后详细讨论了小波阈值收缩去噪方法，探讨了最影响其性能的分解尺度、阈值方法和阈值函数等问题。

在对仿真信号和真实信号去噪实验的基础上，选择了适当的去噪方案。

心音信号是一种非平稳的信号，而时频分析是处理这一类信号的有效方法。

本文简要的介绍了常用的时频分析方法，重点介绍了S变换方法及其离散算法。

通过考查几种时频分析得到的心音信号谱图和包络的性能，说明S变换是心音分析的有效方法。

心音分段采用了包络阈值方法。

提取包络使用了S变换方法，首先需要确定S 变换的分析窗口长度。

通过对比不同窗长的S变换的谱图性能和包络性能，最终确定了这一长度。

然后应用心脏生理特征参数和阈值方法对第一心音进行了定位。

实验表明，该方法是准确而有效的。

算法部分用标准C++实现，结果的图形表示部分则用Java实现。

首先设计了处理声音文件的类，然后通过正向抽取和逆向插值滤波器实现了小波阈值收缩去噪方法，利用C++标准库的算法缩短了其中中位数查找过程的时间。

使用FFTW 库实现S变换中的FFT和IFFT运算，提高计算S变换的性能。

实现时还考虑了高精度计时和移植性等问题。

关键词：心音，小波去噪，时频分析，S变换，心音识别ABSTRACTExamination of heart sound provides people with a cheap and non-invasive method to evaluate the function and status of heart and blood vessel.The amplitude of first heart sound is a normal measurement of cardiac contractility,and phonocardiogram(PCG) can be used in the study of cardiac contractility reserve.To achieve this,noise in the PCG signal should be removed,and a segmentation method should be used to locate the first heart sound.Various kinds of noises are introduced in the acquisition of heart sound signal.The distribution of noises in the frequency domain,however,is not always separate from that of heart sound signal.Thus,the use of traditional frequency domain filtering methods is limited.Several wavelet denoise methods are introduced,the waveshrink denoise method is discussed in detail later.The problem of decomposition scale, thresholding method and thresholding function are discussed.Appropriate denoise solution is selected based on the denoising experiment on simulated and actual signal.Heart sound signal is non-stationary signal,and time-frequency analysis is effective method to process this kind of monly used time-frequency analyses are introduced,S Transform and its discrete algorithm are emphasized.The review on the performance of spectrogram and envelope from several time-frequency analyses shows S Transform is an efficient method in heart sound analysis.The envelop-threshold method is used to segment the heart sound.S Transform is used to extract the envelope,and the length of analyzing window of S Transform needs to be defined.The length is set after the performance comparison of spectrogram and envelope from various window lengths.Then,physiological parameters of heart feature and threshold method are used to locate the first heart sound.Experiments show that this method is efficient and accurate.The algorithm is implemented in standard C++,and the graphic result representation is implemented in Java.Firstly,the sound file processing class is implemented.Then,the waveshrink denoise method is implemented with the help of forward decimation and backward interpolation filter.The algorithm provided in C++ standard library is utilized to shorten the time of median finding process.The FFTW library is exploited to implement the FFT and IFFT operation in S Transform,as a result, the performance of S Transform is improved.Precise timing and portability are alsotaken into consideration in the implementation of this algorithm.Keywords:Heart Sound,Time-Frequency Analysis,Wavelet denoising,S Transform Phonocardiogram Recognition1绪论1.1心音生理心动周期中，心肌收缩、瓣膜启闭、血液加速度和减速度对心血管壁的加压和减压作用以及形成的涡流等因素引起的机械振动，可通过周围组织传递到胸壁；如果将听诊器放在胸壁某些部位，就可以听到声音，称为心音。

心音信号的特征分析及分类识别

1 心脏杂音
心脏杂音是指除了心脏发出的心音及外加音以外的声音，杂音依据心脏有无器质性病变可分为生理性杂音和病理性杂音。分析杂音时应该根据其出现的时期、最响的部位、强度、频率、传导等来判断其临床意义[2]。表 1 将从以上四方面对生理性杂音与病理性杂音进行对比，如表 1 所示：
表 1 生理性杂音与病理性杂音的区别
摘要：首先使用 Choi-Williams 分布时频分析法来对信号作分析，通过观察其等时频等高线图可以发现对于病理性杂音
较多的异常心音信号的能量要比正常心音信号大得多。然后将一个周期的心音信号分为六段，对每一段的信号使用基
于 AR 模型的参数谱估计法估计不同频率段的功率谱，正常人和异常人的功率谱值在 0~10Hz、10~20Hz、20~30Hz、
2016 年第 10 期（总第 166 期）
信息通信
INFORMATION & COMMUNICATIONS
2016 （Sum. No 166）
心音信号的特征分析及分类识别
刘丽萍 1，袁刚 2 （1.云南省无线电监测中心，云南昆明 650000；2.江苏省邮电规划设计院有限责任公司，云南昆明 650000）
临床分析认为，出现在收缩期的杂音大多是生理性的，而出现在舒张期的杂音与即出现在收缩期又出现在舒张期的杂音都是器质性杂音，并且当信号中存在病理性杂音时，其频率就要比正常心音信号的频率要高。杂音的频率要比正常心音的频率要高一些。
式（1）中 t 代表时间，代表频率，代表时移，代表频移，被称作时频分布的核函数时，(1)得到的式子就是 Choi-Williams 分布[5]。 2.2 基于 AR 模型的参数谱估计
（1）
心音信号中的每个成分和杂音都分布在不相同的频率段内，一般情况下，杂音的频率要比正常心音的频率要高一些。

心音信号的分析及其特征提取方法的研究

心音信号的分析及其特征提取方法的研究
周静;杨永明;何为
【期刊名称】《中国生物医学工程学报》
【年(卷),期】2005(024)006
【摘要】心音的改变和心脏杂音的出现,往往是器质性心脏病的最早体征.本研究讨论了一种全面的、综合性的心音信号分析方法,从多个角度对方法进行了探讨,提取心音的特征值,区分不同的心音.分析和仿真结果证明该方法能有效地区分不同的心音,有助于器质性心脏病的辅助诊断.
【总页数】5页(P685-689)
【作者】周静;杨永明;何为
【作者单位】重庆大学高电压与电工新技术教育部重点实验室,重庆,400044;重庆大学高电压与电工新技术教育部重点实验室,重庆,400044;重庆大学高电压与电工新技术教育部重点实验室,重庆,400044
【正文语种】中文
【中图分类】R318.04
【相关文献】
1.心音信号包络提取识别别方法的比较分析研究 [J], 吴玉春
2.心音信号时频分析方法研究 [J], 李战明;韩阳;韦哲
3.心音信号分析方法及应用性研究 [J], 陈天华;韩力群;唐海滔;郑若金
4.心音信号特征分析与识别方法研究 [J], 周克良;王亚光;叶岑
5.两种时频分析方法在心音信号处理上的比较研究 [J], 陈新华;成谢锋
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心音中医学指标的提取(计算机工程与应用__格式未修改)

心音中医学指标的提取郭兴明1林辉杰1肖守中1,2GUO Xing-ming1,LIN Hui-jie1 , XIAO Shou-zhong1,21．重庆大学生物工程学院重庆市医疗电子技术工程研究中心重庆 4000302．重庆博精医学信息研究所重庆 4000301.College of Bioengineering,Chongqing University,Chongqing 400030,China1.Chongqing Engineering Research Center for Medical Electronics Technology ,Chongqing 400030,China2 .BoJing Medical Information Institute, Chongqing 400030,ChinaE-mail:guoxm@Medical parameters extraction of heart soundsAbstract: In this article, a method for medical parameters extraction from heart sounds is proposed based on the intrinsic property of heart sounds and empirical mode decomposition. First, the original signal is pre-processed, then Huang transform is applied to the pre-processed signal. Kinds of order of intrinsic mode functions (IMFs) are acquired from Huang transform. The envelop of heart sounds is extracted from the Hilbert transform of first and second order of the IMFs. Finally ,the location of the first and second heart sound is identified by explicit double threshold. In addition, heart rate, the amplitude ratio of the first and second heart sound(S1/S2) and the duration ratio of the diastolic and systolic(D/S) are detected which benefit the evaluation of cardiac reserve in clinics.Keywords:empirical mode decomposition；double threshold；heart rate；S1/S2；D/S摘要:本文根据心音信号自身的特点，结合经验模式分解，提出了一种从心音信号中提取医学指标的方法。

心音的实验报告

一、实验目的1. 了解心音的产生机制；2. 掌握心音听诊的基本方法和技巧；3. 分析心音的生理意义和临床应用。

二、实验原理心音是心脏瓣膜关闭和心肌收缩引起的振动所产生的声音。

在心动周期中，心脏瓣膜依次关闭，形成第一心音和第二心音。

第一心音发生在心室收缩期，主要由二尖瓣和三尖瓣关闭产生；第二心音发生在心室舒张期，主要由主动脉瓣和肺动脉瓣关闭产生。

心音听诊是临床诊断心脏疾病的重要手段之一。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：听诊器、血压计、记录纸、笔；2. 实验仪器：心脏模型、心音听诊器。

四、实验方法1. 心脏模型观察：观察心脏模型，了解心脏的解剖结构和瓣膜关闭顺序；2. 心音听诊：使用听诊器在胸部不同部位听诊心音，观察心音的性质、强度和频率；3. 血压测量：使用血压计测量血压，了解血压与心音的关系；4. 记录数据：将观察到的数据记录在记录纸上。

五、实验步骤1. 观察心脏模型，了解心脏的解剖结构和瓣膜关闭顺序；2. 使用听诊器在胸部不同部位听诊心音，记录心音的性质、强度和频率；3. 使用血压计测量血压，记录血压数值；4. 分析心音与血压的关系，了解心音的生理意义和临床应用。

六、实验结果与分析1. 心脏模型观察：心脏模型清晰地展示了心脏的解剖结构和瓣膜关闭顺序，有助于理解心音的产生机制；2. 心音听诊：在胸部不同部位听诊心音，发现第一心音和第二心音的性质、强度和频率有所不同。

第一心音发生在心室收缩期，音调较低，历时较长，声音较弱；第二心音发生在心室舒张期，音调较高，历时较短，声音较清脆；3. 血压测量：血压测量结果显示，血压与心音的强度和频率存在一定的关系。

当血压升高时，心音的强度和频率也随之增加；4. 数据分析：通过分析实验数据，得出以下结论：（1）心音的产生与心脏瓣膜关闭和心肌收缩有关；（2）心音听诊是临床诊断心脏疾病的重要手段之一；（3）血压与心音的强度和频率存在一定的关系。

七、实验讨论1. 心音听诊在临床诊断中的重要性：心音听诊是临床医生判断心脏疾病的重要手段之一。