一种胎心音去噪的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种胎心音去噪的方法。
【背景技术】
[0002]怀孕期间的胎儿检测时母婴保健的重要过程，进行长期有效监控的胎儿检测，可以帮助产科医生确定胎儿的健康，尽可能早诊断，早治疗。
[0003]目前对检测胎儿健康的技术很大程度上市依靠超音波影像，但是这种技术不能提供长期的对胎儿疾病的预测。胎儿心音的提取可以通过在母体腹部放置一个敏感的传感器来实现，然而由于母体内羊水和母体组织的声波阻尼，我们所能听到的声音能量非常低。所以，该信号常常受到来自母体、外界环境以及传感器自身所造成的噪声干扰。又加上胎儿心音的能量低，频谱范围广泛(20-150HZ)，使得提取胎儿心音变得很困难。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种胎心音去噪的方法，通过经验模式分解技术和盲源分离技术对胎心音信号进行去噪，提取到比较纯净的胎音信号，为怀孕期间的胎儿检测与监护提供了一种新的方式。
[0005]采集的胎儿心音信号一般会受到母体心音、环境噪音和仪器噪音的干扰，使得胎音被覆盖，也会使后续的分析处理变得更加困难。本发明的目的在于通过对采集的胎心音信号分段，选取采集质量较好的段为基准，进行经验模式分解，将信号分解为多个MF分量，然后对前两个IMF分量进行尚散小波变换，再对变换后的信号进行ICA(独立成分分析)分析估计得到两个独立子波。将这两个独立子波分别与胎音信号的每一段组合，通过ICA方法分离该混合信号，提取得噪声较少的信号，称之为较为纯净的信号。对提取到的比较纯净的胎音信号做进一步的分析，就能得到了去噪后的胎心音信号，能为怀孕期间的胎儿检测与监护提供准确、快捷、高质量的胎心音信号。
[0006]本发明的目的通过下述技术方案实现:
[0007]—种胎心音去噪的方法，其方法步骤如下:
[0008]A、对胎心音信号X进行分段:对胎儿心音的一个胎音周期的采集得到胎心音信号X，根据采样频率计算出一个胎音周期的最大点数是A，以及胎心音信号X的总长度L ;根据公式N = L/A计算出胎心音信号X的最少分段数N，并在胎心音信号X的最大点值进行分段:
[0009]B、确定基准胎音信号S:其步骤如下:
[0010]bl、计算步骤A中胎心音信号X各个分段的信噪比，选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为阈值T ;
[0011]b2、将胎心音信号X中的所有分段与阈值T进行比较，如若连续三个段的信噪比均大于阈值T，则将这三个段保存并作为基准胎音信号S ;
[0012]C、对步骤B中的基准胎音信号S进行EMD分解，选取前两个頂F分量頂F1、頂F2，然后对頂F1、頂F2两个頂F分量进行DWT离散小波变换，并将变换后的頂F1、頂F2记为al、a2 ;然后将al、a2混合到一起，再用ICA方法解混，得到两个独立子波函数Ml、M2 ;
[0013]D、对胎心音信号X从头到尾依次取基准胎音信号S信号长度的数据xi，将xi与M1、M2组成混合信号，再用ICA方法解混，便可得到数据xi中的较少噪声的信号，该较少噪声的信号为较纯净信号，并将该信号保存下来；
[0014]E、沿着胎心音信号X以基准胎音信号S信号长度依次向后滑就能得到整个胎心音信号X的较纯净信号，当取到某个xi的长度超过了 X的长度，则结束；最终，得到了去噪后的胎心音信号。
[0015]本发明胎心音去噪方法中优选的步骤D技术方案是:所述步骤D中的数据xi包括i段胎心音信号，每段胎心音信号Xi均与M1、M2组成混合信号，再用ICA方法解混，即可得到该段胎心音信号xi中的较少噪声的信号，将所有段胎心音信号中的较少噪声的信号组合在一起并保存下来。
[0016]本发明胎心音去噪方法中优选的步骤E技术方案是:所述步骤E包括:
[0017]el、沿着胎心音信号X以以基准胎音信号S信号长度依次向后滑就能得到整个X的较纯净信号，当取到某个xi的长度超过了 X的长度，则结束；
[0018]e2、将各分段的较纯净信号组合，即可得到去噪后的胎心音信号。
[0019]本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
[0020]本发明通过对采集的胎心音信号分段，选取采集质量较好的段为基准，进行经验模式分解，将信号分解为多个IMF分量，然后对前两个IMF分量进行尚散小波变换，再对变换后的信号进行ICA(独立成分分析)分析估计得到两个独立子波；然后将这两个独立子波分别与胎音信号的每一段组合，通过ICA方法分离该混合信号，提取得噪声较少的、较为纯净的信号；最后对提取到的比较纯净的胎音信号做进一步的分析，就能得到了去噪后的胎心音信号，能为怀孕期间的胎儿检测与监护提供准确、快捷、高质量的胎心音信号。
【附图说明】
[0021]图1为本发明生成独立子波过程的流程示意图；
[0022]图2为本发明获取纯净信号过程的流程示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明:
[0024]实施例一
[0025]如图1?图2所示，一种胎心音去噪的方法，其方法步骤如下:
[0026]A、对胎心音信号X进行分段:对胎儿心音的一个胎音周期的采集得到胎心音信号X，根据采样频率计算出一个胎音周期的最大点数是A，以及胎心音信号X的总长度L ;根据公式N = L/A计算出胎心音信号X的最少分段数N，并在胎心音信号X的最大点值进行分段:
[0027]B、确定基准胎音信号S:其步骤如下:
[0028]bl、计算步骤A中胎心音信号X各个分段的信噪比，选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为阈值T ;
[0029]b2、将胎心音信号X中的所有分段与阈值T进行比较，如若连续三个段的信噪比均大于阈值T，则将这三个段保存并作为基准胎音信号S ;
[0030]C、对步骤B中的基准胎音信号S进行EMD分解，选取前两个頂F分量頂F1、頂F2，然后对頂F1、頂F2两个頂F分量进行DWT离散小波变换，并将变换后的頂F1、頂F2记为al、a2 ;然后将al、a2混合到一起，再用ICA方法解混，得到两个独立子波函数Ml、M2 ;
[0031]D、对胎心音信号X从头到尾依次取基准胎音信号S信号长度的数据xi，将xi与M1、M2组成混合信号，再用ICA方法解混，便可得到数据xi中的较少噪声的信号，该较少噪声的信号为较纯净信号，并将该信号保存下来；
[0032]E、沿着胎心音信号X以基准胎音信号S信号长度依次向后滑就能得到整个胎心音信号X的较纯净信号，当取到某个xi的长度超过了 X的长度，则结束；最终，得到了去噪后的胎心音信号。
[0033]本发明胎心音去噪方法中优选的步骤D技术方案是:所述