一种罗音检测的方法和装置的制造方法_3

文档序号:9896404阅读:来源:国知局
维模式识别中所存在的问题。
[0066] 通过上述方法训练分类器后,可W利用该已训练的分类器进行罗音检测识别,下 述实施例描述的是一种罗音检测方法。图4为本发明实施例提供的一种罗音检测方法流程 图。如图4所示,该方法包括W下步骤:
[0067] 步骤S401、对接收到的待测肺音信号进行滤波处理,输出滤波信号。
[0068] 接收到的待测肺音信号伴有屯、音、消化道音W及环境噪音等噪声信号,由于罗音 的频率主要集中在150-1800化之间,因此可通过带通滤波器滤除150-1800化W外的噪声信 号,即去除部分噪声的影响,得到150-1800化频段的肺音。
[0069] 步骤S402、对滤波信号进行时频变换,得到时频信号。
[0070] 在时频分析中,优选地选用STFT来对采集到的待测肺音信号进行时频变换。其中, 连续STFT公式为上述公式(1)。
[0071] 进一步的,短时傅立叶变换之后得到信号的时频幅度谱或功率谱。时频幅度谱A (t,f)和时频功率谱P(t,f)分别为上述公式(2)和公式(3)。
[0072] 步骤S403、根据时频信号,分别沿频率轴积分得到时间边缘信号和沿时间轴积分 得到频率边缘信号。
[0073] 具体的,时间边缘信号和频率边缘信号可W是时频功率谱P(t,f)沿频率轴和时间 轴积分得到的信号,也可W是时频幅度谱A(t,f)沿频率轴和时间轴积分得到的信号,即时 间边缘信号定义为壯或jA(t,f)壯,频率边缘信号定义为^(tifOdt或jA(t,f)dt。
[0074] 优选地,对时频功率谱信号沿频率轴积分,得到时间边缘信号;对时频功率谱信号 沿时间轴积分,得到频率边缘信号。
[0075] 进一步的,时间边缘信号也指信号瞬时功率,是信号功率相对于时间变化的函数; 频率边缘信号也指信号功率谱密度函数,是信号功率相对于信号频率变化的函数。
[0076] 步骤S404、根据频率边缘信号得到待测肺音信号的第一特征值,根据时间边缘信 号得到待测肺音信号的第二特征值和/或待测肺音信号的第=特征值。
[0077] 具体的,结合图2中罗音与正常肺音的频率边缘特性对比信息,计算频率边缘信号 下降到其最大值的0.05至0.15倍范围内指定倍数值对应的频率与所述频率边缘信号最大 值对应的频率的比值,得到待测肺音信号的第一特征值。优选地,该倍数值可设为0.1。
[0078] 具体的,结合图3中罗音与正常肺音的时间边缘特性对比信息,计算时间边缘信号 的标准差或方差,得到待测肺音信号的第二特征值。
[0079] 进一步的,对时间边缘信号进行平滑滤波后,计算平滑滤波后的信号的标准差或 方差,得到待测肺音信号的第=特征值。
[0080] 需要说明的是,运些特征信息是正常肺音与罗音共有的,且具有显著差别的特征 信息。由于正常肺音频段不同于罗音的频段,所W二者的频率边缘信号有明显差异,其中, 正常肺音频段一般低于罗音的频段。
[0081] 步骤S405、利用待测肺音信号的第一特征值和第二特征值、或第一特征值和第= 特征值、或第一特征值和第二特征值和第=特征值来构建待测肺音信号的特征向量。
[0082] 具体的,利用步骤S404中待测肺音信号的第一特征值和第二特征值构建待测肺音 信号的二维特征向量,或利用步骤S404中待测肺音信号信号的第一特征值和第=特征值构 建待测肺音信号的二维特征向量,或利用步骤S404中待测肺音信号的第一特征值和第二特 征值和第=特征值构建待测肺音信号的=维特征向量。
[0083] 需要说明的是,对于特征向量维数,即特征值的个数的选择可由设计所要求的检 测准确程度而定,检测准确度随特征值数目的变化而改变。待测肺音信号的特征向量维数 应与肺音训练信号的特征向量维数一致。
[0084] 步骤S406、将待测肺音信号的特征向量送入已训练的分类器中进行分类识别,输 出识别结果。
[0085] 具体的,将待测肺音信号的特征值构建的特征向量送入已训练的分类器进行识别 判定,输出识别结果,识别结果将指出该待测肺音信号中是否出现罗音。
[0086] 其中,待测肺音信号的特征向量维数与肺音训练信号的特征向量维数一致。
[0087] 相应的,本发明实施例提供了与上述实施例中的检测方法对应的检测装置。
[0088] 图5为本发明实施例提供的一种罗音检测装置。如图5所示,该装置500包括:滤波 单元501、时频变换单元502、时间边缘信号和频率边缘信号计算单元503、特征值计算单元 504、特征向量构建单元505和分类单元506。
[0089] 滤波处理单元501用于对待检测肺音进行滤波,输出滤波信号。
[0090] 滤波处理单元501接收到的肺音信号伴有屯、音、消化道音W及环境噪音等噪声信 号,由于罗音的频率主要集中在150-1800化之间,因此可通过带通滤波器滤除150-1800化 W外的噪声信号,即去除部分噪声的影响,得到150-1800化频段的肺音。
[0091] 时频变换单元502用于对滤波单元501得到的滤波信号进行时频变换,得到时频信 号。
[0092] 具体的,对滤波信号进行短时傅里叶变换,得到信号的时频幅度谱A(t,f)或功率 谱P(t,f)。
[0093] 时间边缘信号和频率边缘信号计算单元503包括时间边缘信号计算单元5031和频 率边缘信号计算单元5032,分别根据时频信号沿频率轴积分得到时间边缘信号,W及根据 时频信号沿时间轴积分得到频率边缘信号,并将计算出的时间边缘信号和频率边缘信号输 入特征值计算单元504。
[0094] 其中,时间边缘信号计算单元5031将时频功率谱P(t,f)或时频幅度谱A(t,f)沿频 率轴积分,得到时间边缘信号,其定义为JP(t,f)df或M(t,f)df。频率边缘信号计算单元 5032将时频功率谱P(t,f)或时频幅度谱A(t,f)沿时间轴积分,得到频率边缘信号,其定义 为巧(1:,;〇化或jA(t,f)dt。
[0095] 特征值计算单元504用于根据时间边缘信号计算得到待测肺音信号的第一特征 值,根据频率边缘信号计算得到待测肺音信号的第二特征值和/或待测肺音信号的第=特 征值;
[0096] 第一特征值为频率边缘信号下降到其最大值的0.05至0.15倍范围内指定倍数值 对应的频率与所述频率边缘信号最大值对应的频率的比值,优选地,该倍数值可设为0.1; 第二特征值为时间边缘信号的标准差或方差;第=特征值为对时间边缘信号进行平滑滤波 后得到的信号的标准差或方差。
[0097] 需要说明的是,特征信息是正常肺音与罗音共有的,且具有显著差别的特征信息, 因此,特征信息是用于区别罗音与正常肺音的依据,但区别罗音与正常肺音的特征值包括 但不限于W上=种特征信息,由设计需要而定。
[0098] 特征向量构建单元505用于利用待测肺音信号的第一特征值和第二特征值、或第 一特征值和第=特征值、或第一特征值和第二特征值和第=特征值来构建待测肺音信号的 特征向量;
[0099] 具体的,特征向量构建单元505利用待测肺音信号的第一特征值和第二特征值构 建待测肺音信号的二维特征向量,或利用待测肺音信号的第一特征值和第=特征值构建待 测肺音信号的二维特征向量,或利用待测肺音信号的第一特征值、第二特征值和第=特征 值构建待测肺音信号的=维特征向量。
[0100] 需要说明的是,对于特
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