[发明专利]一种胎心音去噪的方法

说明书

技术领域

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

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。

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

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。

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IMF分量，然后对前两个IMF分量进行离散小波变换，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。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种胎心音去噪的方法，其方法步骤如下：

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：

B、确定基准胎音信号S：其步骤如下：

b1、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；

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；

C、对步骤B中的基准胎音信号S进行EMD分解，选取前两个IMF分量IMF1、IMF2，然后对IMF1、IMF2两个IMF分量进行DWT离散小波变换，并将变换后的IMF1、IMF2记为a1、a2；然后将a1、a2混合到一起，再用ICA方法解混，得到两个独立子波函数M1、M2；

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；

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。

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。

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：

e1、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；

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。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：