[发明专利]一种基于短时能量的肺音吸呼比和呼吸频率计算方法

权利要求书

1.一种基于短时能量的肺音吸呼比和呼吸频率计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、获取电子听诊器的肺音信号向量X；

(2)、对肺音信号向量X进行预处理；

(3)、对预处理后的肺音信号向量X进行归一化处理，得到向量X₁；

(4)、对向量X₁进行音频信号分帧处理；

(5)、计算各子帧的短时能量值e(i)，得到与时间相对应的短时能量向量E；

(6)、对短时能量向量E进行样条插值；

(7)、对短时能量向量E进行峰值检测，检测出短时能量向量E的峰值点，然后设置合适的阈值th，划分吸气间期y_xq(i)和呼气间期y_hq(i)，得到该段时间内的吸气间期向量Y_xq和呼气间期向量Y_hq；

(8)、计算吸气间期向量Y_xq和呼气间期向量Y_hq的平均值和得到吸呼比数值R_a和呼吸频率数值Fr，其中吸呼比数值和呼吸频率数值

2.根据权利要求1所述的基于短时能量的肺音吸呼比和呼吸频率计算方法，其特征在于，所述步骤(1)中肺音信号向量X为电子听诊器采集的数字音频信号向量X。

3.根据权利要求1所述的基于短时能量的肺音吸呼比和呼吸频率计算方法，其特征在于，所述步骤(2)中预处理包括带通滤波、毛刺噪声消除、低频噪声消除、高频噪声消除。

4.根据权利要求1所述的基于短时能量的肺音吸呼比和呼吸频率计算方法，其特征在于，所述步骤(3)中归一化处理为对肺音信号数字信号向量X的第i值x(i)归一化的值v为：

v＝x(i)/max(abs(x)) (1)。

5.根据权利要求1所述的基于短时能量的肺音吸呼比和呼吸频率计算方法，其特征在于，所述步骤(4)中音频信号分帧处理为：根据设定的帧长l和帧移l/2，对采集的肺音信号进行分帧处理，分帧之后第i帧的肺音信号为Y_i。

6.根据权利要求1所述的基于短时能量的肺音吸呼比和呼吸频率计算方法，其特征在于，所述步骤(5)中计算各子帧的短时能量值e(i)，每个子帧的短时能量为该子帧所有采样点的平方和，第i帧的肺音信号Y_i的短时能量e(i)为：

其中l为帧长，计算完成之后，将该子帧的短时能量值e(i)与该子帧的时间t(i)相对应，生成短时能量向量E。

7.根据权利要求1所述的基于短时能量的肺音吸呼比和呼吸频率计算方法，其特征在于，所述步骤(6)中样条插值的次数为3次。

8.根据权利要求1所述的基于短时能量的肺音吸呼比和呼吸频率计算方法，其特征在于，所述步骤(7)中划分吸气间期y_xq(i)和呼气间期y_hq(i)的方法为：比较短时能量值e(i)与阈值th的大小，若一段时间内的短时能量值e(i)大于阈值th，则认为该间期为吸气间期y_xq(i)，若一段时间内的短时能量值e(i)小于阈值th，则认为该间期为呼气间期y_hq(i)，再分别将两个间期的值组成吸气间期向量Y_xq和呼气间期向量Y_hq。