基于提升小波变换的心音去噪新方法

针对传统的小波阈值函数去噪无法有效滤除信号中的特定噪声,结合软、硬阈值函数的优点,提出了一种基于提升小波新阈值函数算法对心音信号进行去噪.首先利用提升小波变换对心音信号进行分解;然后利用新阈值函数更新其小波系数进行重构;最后与提升小波软、硬阈值函数去噪后的心音进行了希尔伯特包络提取验证其去噪效果.实验结果表明,提出的提升小波去噪新方法较软、硬阈值方法有更好的滤波效果,且提取的曲线包络更加清晰、平滑.     

基于小波变换的心音信号去噪方法

心音信号在采集的时候常常会受到噪声的干扰,因此对心音信号的去噪声处理成为众多研究者关心的一个问题。本文分析了基于小波变换的心音信号去噪方法的性能,以及小波基函数和分层系数的选择问题。实验表明采用Daubechies小波并进行6层分解,心音信号的去噪效果最优,在保持原始心音信号的成分后还能有效的滤除噪声。     

基于自适应阈值小波变换的心音去噪方法

在采集心音信号时,难免会引入一些噪声,对心音信号诊断之前必须对其做去噪处理。由于心音信号是非线性非平稳信号,对心音信号去噪处理常用小波变换去噪方法,但是传统的小波阈值函数去噪方法需要自定义阈值,去噪效果也不理想,且可能会滤除了大量的细节特征,从而无法对心音信号做出正确的判断。为了克服传统小波阈值函数对心音信号去噪处理出现失真的问题,本文在半软阈值函数的基础上提出了基于蚁群算法优化选取阈值的非线性小波变换去噪方法。以原始心音为研究对象,通过选用db6小波并进行6层小波分解,分别选用硬阈值函数、软阈值函数、半软阈值函数、蚁群算法的优化阈值的半软函数等不同的小波去噪处理,并将去噪效果与原始心音进行对比,然后利用蚁群算法的全局搜索性搜索最小均方误差意义下的最佳阈值。仿真结果分析表明:蚁群算法优化选取阈值的心音去噪效果不仅能够去除噪声,还能保留信号细节特征,该方法与传统的硬阈值函数去噪方法相比信号的信噪比(SNR)和均方根误差(RMSE)均得到明显的改善。     

基于小波熵的心音信号去噪算法研究

心音信号在采集过程中,易受到干扰混入噪声,常采用小波变换进行心音信号的去噪处理。传统的小波阈值去噪,未根据心音和噪声的特性选择阈值,导致去噪效果不甚理想。针对小波阈值选择问题,提出基于小波熵的自适应阈值选择方法。基于小波熵阈值、极大极小阈值和固定阈值,分别对正常心音、第二心音分裂和含S4的心音信号去噪仿真分析。结果表明,在同信噪比条件下,本文算法的输出信噪比较大而均方根误差较低,该算法的去噪效果优于其他两种小波阈值去噪算法。     

一种改进型综合去噪算法在心音信号预处理上的研究

比较分析了小波变换去噪法和经验模态分解去噪法在心音信号去噪中的优点和缺点,并且结合它们的优缺点提出了基于EMD分解的小波去噪算法,最后将文中提出的算法分别与小波去噪法和EMD去噪法进行比较分析.实验仿真表明:该算法能有效地实现心音信号中噪声的消除,并且能很好地保留心音信号的高频特征参数,对非平稳噪声的去除表现出独到的优势.     

SG-VMD-SVD的信号去噪方法研究

油气管道信号泄漏检测易受噪声影响,因此去噪成了关键问题.为了提高对油气管道信号的去噪效果,提出了一种基于Savitzky-Golay平滑滤波、变分模态分解(VMD: Variational Mode Decomposition)和频域奇异值分解(SVD:Singular Value Decomposition)去噪相结合的油气管道信号的联合去噪方法.首先,针对泄漏信号在时域利用SG平滑滤波降噪,去除尖脉冲、高频成分等噪声,提高输入信号的信噪比;将滤波后的信号利用VMD分解,通过计算各个本征模态分量(IMF: Intrinsic Mode Function)与信号之间的曼哈顿距离,从而区分信号分量与噪声分量,对噪声分量进行频域奇异值(SVD)去噪,最后将滤波后的分量与信号分量进行重构,得到最终降噪后的信号.通过仿真和实际实验表明,该方法与单一VMD法、VMD-小波变换、SG-VMD-时域SVD去噪方法相比,去噪后所得信号信噪比相对较高,并验证了该方法去噪效果的优越性和对油气管道泄漏信号去噪的可行性.     

基于LabVIEW的心音多功能分析仪

基于LabVIEW开发了一种集心音的采集、多功能处理和心音信号发生器于一体的心音分析仪。该仪器是在普通PC机上开发,使用自制的无线心音采集装置和心音信号采集子系统配合提取心音信号,然后利用小波去噪子系统清除背景噪声,最后可利用时域分析子系统和频域分析子系统对心音信号进行各种分析。心音信号发生器子系统可以根据需要产生一种合成心音信号,供用户学习使用。为使仪器达到最佳使用效果,已经为每一个功能模块中的参数寻找到最佳值并设为默认值,而且每一个参数都是可调节的。实际使用效果证明该仪器能够采集到清晰的心音信号,能有效去除干扰噪声,快速准确地计算出心音的各个特征值,能根据用户参数设置快速生成相应的心音信号并播放。     

基于EMD的桩基缺陷信号去噪改进研究

针对桩基检测环境复杂,存在复杂噪声的问题.提出一种基于峭度准则和信号相关性分析的经验模态分解(EMD)去噪改进算法,通过峭度准则判断分量包含特征信息的多少,通过信号相关性分析判断分量是否为噪声分量,利用改进EMD时空去噪方法对信号进行第一次去噪,在此基础上,利用EMD小波阈值法对信号进行二次去噪,两次去噪构成本文完整的基于EMD的信号去噪改进算法.实验仿真显示该去噪方法对于桩基微弱信号在保留信号特征信息的前提下取得了显著的去噪效果.信号的去噪效果将直接影响到桩基缺陷信号的识别检测,具有重要的应用价值和研究意义.     

基于相空间重构和独立分量分析的超声信号噪声消除

提出了一种新的基于相空间重构和独立分量分析的超声信号去噪方法.应用该方法处理了实际的试块超声检测信号,并与小波去噪的效果进行了比较.实验结果表明,该去噪方法的效果与小波去噪方法接近,其特色是通过超声信号和噪声信号的盲源分离实现噪声消除.该去噪方法与小波去噪方法相比具有使用简单容易、去噪效果好和自适应强等优点.     

基于高斯混合模型的心音信号识别

为了准确区别各种心音信号, 获得更理想的心音识别效果, 提出一种基于高斯混合模型(GMM)的心音信号识别模型. 首先采用小波变换对原始心音信号进行去噪处理, 消除噪声对心音信号特征提取的干扰; 然后对心音信号进行特征提取, 并采用高斯模型构建心音信号分类和识别模型; 最后采用心音信号数据对模型的性能进行验证. 结果表明, 该模型的心音信号平均识别率超过95%, 且心音信号识别结果优于其他模型.     

基于自适应阈值的心音分段算法研究

心音信号可以反映人体心脏瓣膜活动情况,对心音进行分类可以区别出不同心音的病理性信息,这对于临床上诊断不同的心脏疾病具有重要的意义.心音分段是进行心音分类的前提,通过心音分段可以定位出心音中的第一心音(S1)和第二心音(S2),为心音特征参数提取与心音分类提供定位基准.为此,本文提出了一种新的自适应阈值选取心音分段算法.该方法首先利用小波变换默认阈值法对心音信号进行去噪;然后使用归一化香农能量来提取较为平滑的心音包络;接着对包络进行有效地峰值检测,从而确定初始大阈值TH1,并通过迭代法得到最终稳定的双阈值;最后进行心音分段以及分段结果分析.针对部分异常心音分段结果,如心音分裂等的分段结果,利用心音时域、能量等特性实现心音段的合并或去除,保证了分段结果的准确性.实验结果表明,本文方法对正常及异常心音分段准确率分别为97.24%和91.83%,总体分段准确率为95.56%,分段准确率高于传统的阈值选取分段方法.     

基于Hilbert-Huang变换的第一心音信号时频分析

根据瓣膜原理,第一心音(S1)是在心脏收缩期由二尖瓣和三尖瓣关闭时引起的振动产生的,含有多个频率分量.对第一心音信号的分析研究,在临床上对心脏疾病的诊断有重要意义.本文用一种全新的时频分析方法:Hilbert-Huang变换(HHT),对30例心音数据进行心音分析实验.实验结果表明:HHT方法可以有效的分析心音信号;S1含有二尖瓣M1及三尖瓣T1两个主要成份;异常S1的M1和T1的频率比正常S1有升高.     

基于循环平稳包络的心音分割方法

提出了一种基于循环平稳包络的心音分割算法,自动把第一心音(S1)和第二心音(S2)从每个周期中分别提取出来。计算心音信号的循环平稳包络,选择一个阈值来区分S1和S2。不需要参考信号,而且不受噪声干扰,即使是在有噪声的情况下,也能正确区分出S1和S2。处理了来自20个样本的心音信号(包括15个正常心音和5个异常心音,共715个周期),结果显示,分割的正确率超过96%。     

利用小波变换分析心音信号

心音信号可以用于诊断一些心脏瓣膜和心肌的疾病，心音信号是一种非平稳信号，而小波变换中数字信号处理技术适合于分析非平稳信号。文章阐述了一种利用小波变换分析心音信号的方法。通过对计算机模拟的心音信号的分析实验，分析利用小波变换可以有效地分析心音信号，从而为利用心音信号诊断心脏疾病提供了一种新的方法。     

一种WSN环境下多机器人协作式声源定位方法

研究多机器人协作式任务执行具有现实意义。针对目前机器人声源定位算法不能满足多机器人协作式搜寻声源的场合,提出一种无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)环境下的多机器人窄带声源定位方法。该方法根据接收信号强度对多个机器人的全局坐标进行测距定位,利用到达时间差(Time Difference of Arrival,TDoA)定位方法估计机器人与声源的相对距离,并结合全相位傅里叶变换(all-phase FFT,apFFT)算法提高相对距离的估计精度,最后通过测距定位算法得到声源的全局坐标值。在4个WSN节点和3个机器人组成的系统中进行方法测试,实验结果表明：该方法能实现三机器人协作式的声源定位任务,定位准确率较高,可满足搜救场合中声源定位的要求。     

时／频域三维心音图

本文用数学处理技术．把时域和频域结合来表征信息．揭出一种时／频域心音图的新方法．与已有的传统心音图相比．此法提供的信息量具有大而全的特点，通过大量心音实例分析，完全证实了此方法的有效住，已表明它在医学教学和心脏病诊断具有实用价值．进一步的研究将对心脏病的无损伤诊断起更重要的作用．     

基于声音传感器阵列的空间定位系统

 声源定位技术在视频会议、语音识别、目标定位和助听装置等领域有着重要的应用。声音传感器阵列相比单个声音传感器来说,除了可以提高信噪比外,还能够实现声源的定位和跟踪。本文采用TI MSP430F149单片机为声音传感器阵列空间定位系统的控制核心,选择蜂鸣器为声源,空间坐标系上的各接收器对采集到的声音信号进行放大和滤波处理,单片机控制器根据各接收器处理后的信号,运用基于时延的定位理论形成空间坐标系定位算法,定位声源。     

Sound speed imaging of small animal organs by ultrasound computed tomography

Sound speed is an important acoustic parameter for tissue characterization. Herein we developed an ultrasound computed tomography (USCT) system for ex vivo sound speed imaging and evaluation of small animal organs. The proposed USCT system employs a 256-element ring array transducer and allows simultaneous signal transmission and reception for all channels. The method does not require complicated sample preparation procedures and can yield accurate measurement results. Experimental results show that sound speeds of excised rat brain, heart, liver, spleen, and kidney measured by the method are close to published data. This work demonstrates a new method for sound speed imaging and holds potential for in vivo applications.     

基于三线交点球麦克风阵列的远场多声源定位

设计一种三线交点球麦克风阵列,利用该阵列进行球面声压采样,实现了基于平面波分解的三维空间远场多声源定位.声源定位对比实验结果表明,采用98元的三线交点球麦克风阵列进行远场多声源定位,可以提高声源定位的精度和空间分辨率,且对环境噪声具有良好的鲁棒性.     

电子心音听诊器的研制

提出了一种改进传统听诊器功能的可行方案.首先,采用Matlab来处理心音数据(由蒙特利尔研究院提供),包括数字滤波、陷波和频谱分析.然后,根据心音的特点(振幅小和波段宽),设计心音传感器、放大和滤波电路.最终,研制了一款电子心音听诊器,既能实时播放心音,又能在LCD上同步显示心音波形,同时也能存储与回放心音信号.