基于matlab的心音信號(hào)的采集和分析本科畢業(yè)論文-wenkub.com
2025-06-24 18:33 本頁(yè)面
【正文】 不僅使我樹(shù)立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。%wedencmp聊城大學(xué)本科畢業(yè)論文17致謝本論文是在李曉紅老師的悉心指導(dǎo)下完成的。db339。THR=[thr4,thr5,thr6,thr7,thr8]。)。minimaxi39。Thr5=thselect(cD5,39。)。b39。小波分解的第五層的高頻部分39。plot(cD5,39。title(39。axes()。cD5=detcoef(C,L,5)。 cD1=detcoef(C,L,1)。代碼 3 小波分解及軟閾值濾波layer=8。 temp=fft(xw,nfft)/L。 Ts=round((NNw)/L)+1。plot(f,abs(Y(1:(NFFT/2)+1)))。NFFT=2^nextpow2(L)。本文是利用的 MATLAB Script 節(jié)點(diǎn)進(jìn)行小波去噪，流程為：MATLAB Script 節(jié)點(diǎn)位于函數(shù) 數(shù)學(xué) 腳本與公式 腳本節(jié)點(diǎn) MATLAB 腳本。對(duì)心音分裂信號(hào)進(jìn)行分解， 然后再特定曾進(jìn)行重構(gòu)，可以檢測(cè)出分裂不明顯的心音分裂信號(hào)。 心音信號(hào)的頻域分析 頻域分析對(duì)心音信號(hào)進(jìn)行分析需要得出第一心音與第二心音之間的間隔和心跳的頻率，為此就需要把信號(hào)從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域中進(jìn)行觀察．所以需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，利用 MATLAB 提供的 FFT 函數(shù)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻域分析，得到信號(hào)頻譜圖如下圖 10 所示。正常的心音信號(hào)主要能量集中在第一心音上，且只有 1 個(gè)尖峰，而第二心音的能量約占第一心音能力的 40%70%。小波變換的局部化特性是比較好的，這種局部特性反映在頻率域和空間域兩方面。為了分析非平穩(wěn)的時(shí)變的信號(hào)，人們?cè)诖嘶A(chǔ)上對(duì)基函數(shù)的形狀，寬度進(jìn)行了改變，發(fā)展得到了新的分析方法：小波分析。因此可以將這些極小值點(diǎn)濾除或者增大其幅值，使其不會(huì)影響 S1,S2 時(shí)限的計(jì)算。 對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的心音信號(hào)利用希爾伯特變換提取包絡(luò)，得到的圖形如圖 9 所示?？梢?dtstsx???)(1)(^π看出,希爾伯特變換本質(zhì)上是一個(gè)理想的 90176。在這里我們采用希爾伯特包絡(luò)法對(duì)信號(hào)求取包絡(luò)。因此，采用 db3 小波將信號(hào)進(jìn)行 8 層分解，由于信號(hào)的采樣頻率為聊城大學(xué)本科畢業(yè)論文811025hz，將 3 層信號(hào)舍棄，將 4 到 8 層的信號(hào)的高頻成分進(jìn)行軟閾值濾波后進(jìn)行重構(gòu)，各層頻率范圍為：表 1 db3 小波 8 層分解后各層分量對(duì)應(yīng)的頻段范圍 單位：HZ分解層數(shù) 近似分量 細(xì)節(jié)分量第 1 層 0~2756 2756~5512第 2 層 0~1378 1378~2756第 3 層 0~689 689~1378第 4 層 0~348 348~689第 5 層 0~172 172~348第 6 層 0~86 86~172第 7 層 0~43 43~86第 8 層 0~ ~43至此，對(duì)心音信號(hào)的預(yù)處理已完成，在 A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入端得到了幅度適當(dāng)、波形清晰穩(wěn)定的心音信號(hào)。常用的濾波手段是信號(hào)的時(shí)域頻域變換分析，一般采用的方法是時(shí)域加窗頻域?yàn)V波 [12]。因此,有必要對(duì)心音信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理,去除各類噪聲,保留心音的基本成分第一心音(S1)和第二心音(S2),以利于心音包絡(luò)的提取。此外，儀器本身的缺陷還會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生諸如電子器件的離散噪聲，電阻的熱噪聲等噪聲。心音信號(hào)中的噪聲主要包括有 2 類:一類是由呼吸、病人的移動(dòng)、心尖搏動(dòng)及其他環(huán)境因素引起的噪聲,這類噪聲是通常意義上的噪聲；另一類噪聲是指舒張期或收縮期存在的雜音,這些雜音不利于對(duì)包絡(luò)的提取,也被作為一種“噪聲” [7]。而心音傳感器的電源和單片機(jī)的電源則用 TTL 電路轉(zhuǎn)換成相應(yīng)所需的電壓值。 LCD心音傳感器 放大與濾波電路 A/D 采集 MATLAB數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電源 PC聊城大學(xué)本科畢業(yè)論文5使用傳感器時(shí)，輕拿輕放，嚴(yán)禁劇烈碰撞，甩打傳感器，禁止用手按壓傳感器的敏感面。 正確選擇心音采集部位。底層音頻函數(shù)主要指 WAV 音頻函數(shù)。本文提出一種基于希爾伯特變換的心音包絡(luò)提取方法，并在提取出的心音包絡(luò)信號(hào)中識(shí)別第一心音（S1）與第二心音（S2） ，并提取了包絡(luò)的時(shí)域特征參數(shù)，然后用小波分析的方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域分析，利用 MATLAB 提供的 FFT 函數(shù)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻域分析，并得到信號(hào)頻譜圖，最后對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行了總結(jié)。由于心音的頻率一般在 5—600HZ 左右。然而，各種原因阻礙了心音信號(hào)的采集和分析的利用和發(fā)展，具體如下：第一， 心音的產(chǎn)生機(jī)制在目前為止仍然處在爭(zhēng)論之中，臨床上很少單憑聽(tīng)診做出診斷； 第二， 目前只是定性的分析心音，缺少定量的心音分析技術(shù)； 第三，診斷結(jié)果容易受到醫(yī)生的祝愿判斷影響，有些醫(yī)生常常不能清楚的分辨出大量的低頻音部分，而這些低頻音中往往含有大量有診斷意義的成分，大部分情況下只能是有經(jīng)驗(yàn)的心臟病專家，才能夠通過(guò)聽(tīng)診對(duì)心臟的狀態(tài)做出正確的聊城大學(xué)本科畢業(yè)論文3評(píng)價(jià)和診斷。因此心音的傳導(dǎo)比一般聲音在單一介質(zhì)(如空氣)中傳導(dǎo)要復(fù)雜一些。因心音來(lái)自于人體內(nèi)部，不容易被復(fù)制或模仿，同時(shí)還具有獨(dú)特性，個(gè)體的不同，心音信號(hào)的表現(xiàn)形式也不相同。隨著信號(hào)處理與分析技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)心音的研究也逐步由定性分析進(jìn)入了定量分析的階段。第三心音(S3） （通常僅在兒童及青少年可聽(tīng)到)，第四心音（S4 正常情況很少聽(tīng)到） ，從心臟產(chǎn)生的心音經(jīng)過(guò)組織的介導(dǎo)傳到胸壁表面，其中以骨傳導(dǎo)最好，第一心音和第二心音之間的間隔很小，若被采集者有心雜音，則根本無(wú)法區(qū)分是雜音還是聊城大學(xué)本科畢業(yè)論文2正常的心音。1．2 心音信號(hào)的基礎(chǔ)理論心音信號(hào)是指在心動(dòng)周期中，心肌收縮、心臟瓣膜啟閉，心室壁、大動(dòng)脈瓣等被血流沖撞，引起機(jī)械振動(dòng)發(fā)出的聲音。開(kāi)放性使 MATLAB 廣受用戶歡迎，除內(nèi)部函數(shù)外，所有 MATLAB 主包文件和各種工具包都是可讀可修改的文件，用戶通過(guò)對(duì)源程序的修改或加入自己編寫(xiě)程序構(gòu)造新的專用工具包。在 MATLAB 環(huán)境中，一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題只用幾條簡(jiǎn)單的指令就可以解決，具有超過(guò) 50 種的數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)、科學(xué)及工程方面的函數(shù)可供使用，用戶便不必在電腦編程上浪費(fèi)太多時(shí)間。1. 概述1．1 MATLAB 的應(yīng)用背景簡(jiǎn)介MATLAB 是美國(guó) MathWorks 公司于 1984 年開(kāi)發(fā)的，它是一個(gè)為科學(xué)研究和工程計(jì)算而專門設(shè)計(jì)的高級(jí)交互式運(yùn)行環(huán)境，目前已經(jīng)成為國(guó)際上最流行、應(yīng)用最廣泛的一種應(yīng)用于科學(xué)與工程運(yùn)算的高效軟件。到目前為止，在國(guó)內(nèi)，心音信號(hào)采集和分析系統(tǒng)仍相當(dāng)不成熟，基本上是停留在理論研究的水平，少有實(shí)用意義上的心音信號(hào)分析診斷方面的電子醫(yī)療產(chǎn)品。 Heart sound signals；The filter；The time domain； Frequency domain聊城大學(xué)本科畢業(yè)論文0基于MATLAB的心音信號(hào)的采集和分析前言聽(tīng)診器自
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