[发明专利]一种用于肺部啰音识别的系统及方法

权利要求书

1.一种用于肺部啰音识别的系统，其特征在于，所述用于肺部啰音识别的系统包括输入模块、信号预处理与特征提取模块、神经网络模块以及输出模块；

所述输入模块用于输入原始呼吸音信号给信号预处理与特征提取模块；

所述信号预处理与特征提取模块用于对原始呼吸音信号进行预处理，并计算原始呼吸音信号的特征；将计算出的特征输入神经网络模块，神经网络模块根据输入特征获得识别结果；

所述输出模块用于输出神经网络模块的识别结果。

2.根据权利要求1所述的一种用于肺部啰音识别的系统，其特征在于，所述信号预处理与特征提取模块用于对原始呼吸音信号进行预处理，并计算原始呼吸音信号的特征，所述特征具体包括：

原始呼吸音信号的滤波前过零率、滤波后过零率、滤波前平均能量、滤波后能量占比、滤波前平均幅度、滤波后幅度占比、滤波前功率谱能量密度、滤波后功率谱能量密度、滤波前后频谱能量比和滤波后频谱中最高能量位置索引。

3.根据权利要求2所述的一种用于肺部啰音识别的系统，其特征在于，所述原始呼吸音信号的滤波前过零率Z_n的计算方式为：

其中，x(n)是滤波前原始呼吸音信号，n代表时刻，n＝1,2，…，L，x(n-1)为x(n)的前一时刻的点，L是滤波前原始呼吸音信号的长度，sgn[·]是符号函数，符号函数的定义为：

对原始呼吸音信号x(n)进行滤波，获得滤波后信号x′(n)；

所述对原始呼吸音信号x(n)进行滤波采用的是切比雪夫带通滤波器，切比雪夫带通滤波器H_a(jΩ)的表达式为：

其中，Ω为原始呼吸音信号的频率，Ω_pu为通带上截止频率，Ω_pl为通带下截止频率，为中心频率，ε为小于1的正数，C_N(·)为切比雪夫多项式；

滤波后过零率Z′_n的计算方式为：

其中，x′(n-1)为x′(n)的前一时刻的点。

4.根据权利要求2所述的一种用于肺部啰音识别的系统，其特征在于，所述滤波前平均能量和滤波后能量占比的计算过程为：

其中：n＝1,2,…,L，E_n为原始呼吸音信号滤波前平均能量；

其中：x₁(n)为x(n)的能量归一化信号，E_n1为原始呼吸音信号滤波前的归一化平均能量；

其中：x₂(n)为x₁(n)经滤波后获得的信号，E_n2为滤波后的归一化平均能量，r为滤波后能量占比。

5.根据权利要求2所述的一种用于肺部啰音识别的系统，其特征在于，所述滤波前平均幅度和滤波后幅度占比的计算过程为：

其中：|x(n)|是x(n)的幅度，E_n′为原始呼吸音信号滤波前平均幅度；

其中：|x₁(n)|为x₁(n)的幅度，E′_n1为原始呼吸音信号滤波前的归一化平均幅度；

其中：x₂(n)为x(n)先经过幅度归一化再进行滤波获得的信号，|x₂(n)|为x₂(n)的幅度，E′_n2为滤波后的归一化平均幅度，r′为滤波后幅度占比。