一種胎心音去噪的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種胎心音去噪的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]懷孕期間的胎兒檢測時(shí)母嬰保健的重要過程，進(jìn)行長期有效監(jiān)控的胎兒檢測，可以幫助產(chǎn)科醫(yī)生確定胎兒的健康，盡可能早診斷，早治療。
[0003]目前對(duì)檢測胎兒健康的技術(shù)很大程度上市依靠超音波影像，但是這種技術(shù)不能提供長期的對(duì)胎兒疾病的預(yù)測。胎兒心音的提取可以通過在母體腹部放置一個(gè)敏感的傳感器來實(shí)現(xiàn)，然而由于母體內(nèi)羊水和母體組織的聲波阻尼，我們所能聽到的聲音能量非常低。所以，該信號(hào)常常受到來自母體、外界環(huán)境以及傳感器自身所造成的噪聲干擾。又加上胎兒心音的能量低，頻譜范圍廣泛(20-150HZ)，使得提取胎兒心音變得很困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種胎心音去噪的方法，通過經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸饧夹g(shù)和盲源分離技術(shù)對(duì)胎心音信號(hào)進(jìn)行去噪，提取到比較純凈的胎音信號(hào)，為懷孕期間的胎兒檢測與監(jiān)護(hù)提供了一種新的方式。
[0005]采集的胎兒心音信號(hào)一般會(huì)受到母體心音、環(huán)境噪音和儀器噪音的干擾，使得胎音被覆蓋，也會(huì)使后續(xù)的分析處理變得更加困難。本發(fā)明的目的在于通過對(duì)采集的胎心音信號(hào)分段，選取采集質(zhì)量較好的段為基準(zhǔn)，進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸猓瑢⑿盘?hào)分解為多個(gè)MF分量，然后對(duì)前兩個(gè)IMF分量進(jìn)行尚散小波變換，再對(duì)變換后的信號(hào)進(jìn)行ICA(獨(dú)立成分分析)分析估計(jì)得到兩個(gè)獨(dú)立子波。將這兩個(gè)獨(dú)立子波分別與胎音信號(hào)的每一段組合，通過ICA方法分離該混合信號(hào)，提取得噪聲較少的信號(hào)，稱之為較為純凈的信號(hào)。對(duì)提取到的比較純凈的胎音信號(hào)做進(jìn)一步的分析，就能得到了去噪后的胎心音信號(hào)，能為懷孕期間的胎兒檢測與監(jiān)護(hù)提供準(zhǔn)確、快捷、高質(zhì)量的胎心音信號(hào)。
[0006]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]—種胎心音去噪的方法，其方法步驟如下:
[0008]A、對(duì)胎心音信號(hào)X進(jìn)行分段:對(duì)胎兒心音的一個(gè)胎音周期的采集得到胎心音信號(hào)X，根據(jù)采樣頻率計(jì)算出一個(gè)胎音周期的最大點(diǎn)數(shù)是A，以及胎心音信號(hào)X的總長度L ;根據(jù)公式N = L/A計(jì)算出胎心音信號(hào)X的最少分段數(shù)N，并在胎心音信號(hào)X的最大點(diǎn)值進(jìn)行分段:
[0009]B、確定基準(zhǔn)胎音信號(hào)S:其步驟如下:
[0010]bl、計(jì)算步驟A中胎心音信號(hào)X各個(gè)分段的信噪比，選出所有分段中信噪比中的最大值和最小值，求得最大值和最小值的平均值為閾值T ;
[0011]b2、將胎心音信號(hào)X中的所有分段與閾值T進(jìn)行比較，如若連續(xù)三個(gè)段的信噪比均大于閾值T，則將這三個(gè)段保存并作為基準(zhǔn)胎音信號(hào)S ;
[0012]C、對(duì)步驟B中的基準(zhǔn)胎音信號(hào)S進(jìn)行EMD分解，選取前兩個(gè)頂F分量頂F1、頂F2，然后對(duì)頂F1、頂F2兩個(gè)頂F分量進(jìn)行DWT離散小波變換，并將變換后的頂F1、頂F2記為al、a2 ;然后將al、a2混合到一起，再用ICA方法解混，得到兩個(gè)獨(dú)立子波函數(shù)Ml、M2 ;
[0013]D、對(duì)胎心音信號(hào)X從頭到尾依次取基準(zhǔn)胎音信號(hào)S信號(hào)長度的數(shù)據(jù)xi，將xi與M1、M2組成混合信號(hào)，再用ICA方法解混，便可得到數(shù)據(jù)xi中的較少噪聲的信號(hào)，該較少噪聲的信號(hào)為較純凈信號(hào)，并將該信號(hào)保存下來；
[0014]E、沿著胎心音信號(hào)X以基準(zhǔn)胎音信號(hào)S信號(hào)長度依次向后滑就能得到整個(gè)胎心音信號(hào)X的較純凈信號(hào)，當(dāng)取到某個(gè)xi的長度超過了 X的長度，則結(jié)束；最終，得到了去噪后的胎心音信號(hào)。
[0015]本發(fā)明胎心音去噪方法中優(yōu)選的步驟D技術(shù)方案是:所述步驟D中的數(shù)據(jù)xi包括i段胎心音信號(hào)，每段胎心音信號(hào)Xi均與M1、M2組成混合信號(hào)，再用ICA方法解混，即可得到該段胎心音信號(hào)xi中的較少噪聲的信號(hào)，將所有段胎心音信號(hào)中的較少噪聲的信號(hào)組合在一起并保存下來。
[0016]本發(fā)明胎心音去噪方法中優(yōu)選的步驟E技術(shù)方案是:所述步驟E包括:
[0017]el、沿著胎心音信號(hào)X以以基準(zhǔn)胎音信號(hào)S信號(hào)長度依次向后滑就能得到整個(gè)X的較純凈信號(hào)，當(dāng)取到某個(gè)xi的長度超過了 X的長度，則結(jié)束；
[0018]e2、將各分段的較純凈信號(hào)組合，即可得到去噪后的胎心音信號(hào)。
[0019]本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0020]本發(fā)明通過對(duì)采集的胎心音信號(hào)分段，選取采集質(zhì)量較好的段為基準(zhǔn)，進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸猓瑢⑿盘?hào)分解為多個(gè)IMF分量，然后對(duì)前兩個(gè)IMF分量進(jìn)行尚散小波變換，再對(duì)變換后的信號(hào)進(jìn)行ICA(獨(dú)立成分分析)分析估計(jì)得到兩個(gè)獨(dú)立子波；然后將這兩個(gè)獨(dú)立子波分別與胎音信號(hào)的每一段組合，通過ICA方法分離該混合信號(hào)，提取得噪聲較少的、較為純凈的信號(hào)；最后對(duì)提取到的比較純凈的胎音信號(hào)做進(jìn)一步的分析，就能得到了去噪后的胎心音信號(hào)，能為懷孕期間的胎兒檢測與監(jiān)護(hù)提供準(zhǔn)確、快捷、高質(zhì)量的胎心音信號(hào)。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明生成獨(dú)立子波過程的流程示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明獲取純凈信號(hào)過程的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明:
[0024]實(shí)施例一
[0025]如圖1?圖2所示，一種胎心音去噪的方法，其方法步驟如下:
[0026]A、對(duì)胎心音信號(hào)X進(jìn)行分段:對(duì)胎兒心音的一個(gè)胎音周期的采集得到胎心音信號(hào)X，根據(jù)采樣頻率計(jì)算出一個(gè)胎音周期的最大點(diǎn)數(shù)是A，以及胎心音信號(hào)X的總長度L ;根據(jù)公式N = L/A計(jì)算出胎心音信號(hào)X的最少分段數(shù)N，并在胎心音信號(hào)X的最大點(diǎn)值進(jìn)行分段:
[0027]B、確定基準(zhǔn)胎音信號(hào)S:其步驟如下:
[0028]bl、計(jì)算步驟A中胎心音信號(hào)X各個(gè)分段的信噪比，選出所有分段中信噪比中的最大值和最小值，求得最大值和最小值的平均值為閾值T ;
[0029]b2、將胎心音信號(hào)X中的所有分段與閾值T進(jìn)行比較，如若連續(xù)三個(gè)段的信噪比均大于閾值T，則將這三個(gè)段保存并作為基準(zhǔn)胎音信號(hào)S ;
[0030]C、對(duì)步驟B中的基準(zhǔn)胎音信號(hào)S進(jìn)行EMD分解，選取前兩個(gè)頂F分量頂F1、頂F2，然后對(duì)頂F1、頂F2兩個(gè)頂F分量進(jìn)行DWT離散小波變換，并將變換后的頂F1、頂F2記為al、a2 ;然后將al、a2混合到一起，再用ICA方法解混，得到兩個(gè)獨(dú)立子波函數(shù)Ml、M2 ;
[0031]D、對(duì)胎心音信號(hào)X從頭到尾依次取基準(zhǔn)胎音信號(hào)S信號(hào)長度的數(shù)據(jù)xi，將xi與M1、M2組成混合信號(hào)，再用ICA方法解混，便可得到數(shù)據(jù)xi中的較少噪聲的信號(hào)，該較少噪聲的信號(hào)為較純凈信號(hào)，并將該信號(hào)保存下來；
[0032]E、沿著胎心音信號(hào)X以基準(zhǔn)胎音信號(hào)S信號(hào)長度依次向后滑就能得到整個(gè)胎心音信號(hào)X的較純凈信號(hào)，當(dāng)取到某個(gè)xi的長度超過了 X的長度，則結(jié)束；最終，得到了去噪后的胎心音信號(hào)。
[0033]本發(fā)明胎心音去噪方法中優(yōu)選的步驟D技術(shù)方案是:所述