[发明专利]基于听诊器阵列预校正的肠鸣音时域提取方法

权利要求书

1.一种基于听诊器阵列预校正的肠鸣音时域提取方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤一：根据近场声学模型特征设计听诊器阵列拓扑结构具体方法为：

根据近场声学模型计算获得相邻听诊器头之间的阵元间距d，完成听诊器阵列拓扑结构的设计；

所述近场声学模型为：

式中d_th为近场距离阈值，L＝nd，n为听诊器阵列的听诊器头个数，d为相邻听诊器头之间的阵元间距，λ_min为肠鸣音信号的最小波长值，f_max为肠鸣音信号的最大频率值，v为肠鸣音信号的声速，

当肠鸣音声源与听诊器阵列中心的距离s小于或者等于近场距离阈值d_th时，则为近场，取s最大值为d_th，通过d_th计算获得阵元间距d；

步骤二：采用听诊器阵列采集远场室内环境音信号，对远场室内环境音信号进行处理，获得听诊器阵列各个通道的等效噪声电平；调节听诊器阵列前端采集电路的放大参数，使各个通道的等效噪声电平相一致；

根据每个通道等效噪声电平的差异，调节放大器的增益使得通道的等效噪声电平一致，接着，再次用听诊器阵列采集远场室内环境音信号，并得出非语音段的等效噪声电平，验证各个通道的等效噪声电平是否一致，如果一致则完成等效噪声电平校正，否则继续调节放大增益直至等效噪声电平一致为止；

步骤三：构建等长度变频测试信号，并计算获得听诊器阵列各个通道的基准测试信号平均幅度偏移特征；

所述的等长度变频测试信号由变频正弦波信号和白噪声信号构成；所述变频正弦波信号的长度为正弦波预定长度，并且频率恒定，其频谱从100Hz等间距递增至2000Hz，间距为100Hz；所述白噪声信号的长度为白噪声预定长度，等长度变频测试信号的开头和结尾处均为白噪声信号；变频正弦波信号和白噪声信号的信噪比超过5dB；

听诊器阵列通道j的基准变频正弦波信号平均幅度M_j为：

其中

其中j表示听诊器阵列的第j个通道，fn为变频正弦波信号的总段数，i表示变频正弦波信号的号段数，ln表示变频正弦波信号段内的采样点总数，y_j,i(n)表示第j个通道、第i个信号段、第n个采样点的幅度值；

选择一个听诊器阵列通道作为参考通道，参考通道的变频正弦波信号平均幅度为M，则第j个通道的平均幅度偏移比T_j为：

用听诊器阵列对基准测试信号进行N次重复测量，获得各个通道的基准测试信号平均幅度偏移比T_j’：

其中i表示第i次测量，N表示测量总次数；

步骤四：利用步骤二中校正后的听诊器阵列采集肠鸣音信号，将各个通道的肠鸣音信号分帧；再利用步骤三中获得的基准测试信号平均幅度偏移特征作为判据判定肠鸣音信号，并完成肠鸣音信号的提取。

2.根据权利要求1所述的基于听诊器阵列预校正的肠鸣音时域提取方法，其特征在于，步骤四中还结合局部最大值作为判据判定肠鸣音信号。

3.根据权利要求1所述的基于听诊器阵列预校正的肠鸣音时域提取方法，其特征在于，

步骤四中，根据预定帧长和预定帧移，基于窗函数对肠鸣音信号分帧。

4.根据权利要求3所述的基于听诊器阵列预校正的肠鸣音时域提取方法，其特征在于，

步骤四中，利用基准测试信号平均幅度偏移特征作为判据判定肠鸣音信号的方法为：

步骤四中采集的肠鸣音信号中第j通道、第i帧的平均幅度E_j(i)为：

将肠鸣音信号中第j通道、第i帧的平均幅度E_j(i)与肠鸣音信号中参考通道第i帧的平均幅度的比值，作为采集的肠鸣音信号平均幅度偏移特征D_j(i)，当

D_j(i)-T_j'＞δ时，

判定该第i帧信号中含有肠鸣音，标记该帧；其中δ为预定门限值。