[发明专利]一种非规则心音信号的心率计算方法

摘要

本发明公开了一种非规则心音信号的心率计算方法,包括对获得心音信号进行滤波去噪、对去噪后的心音信号进行二值化处理、初定第一心音S1和第二心音S2的坐标位置、计算第一心音分裂情形下的心率。本发明的非规则心音信号的心率计算方法可以准确的获得非规则心音信号特别是第一心音分裂的心音信号对应的心率，相较常规的心音信号处理及心率计算方法，本申请的技术方案对心音信号处理识别的准确率有很大提高，对后续的进一步分析意义重大。

主权项

1.一种非规则心音信号的心率计算方法，其特征在于，包括以下步骤：A.对获得心音信号进行滤波去噪；B.对去噪后的心音信号进行二值化处理：B1.将去噪后的心音信号的幅值取绝对值，然后心音信号计算平均幅值m1；B2.根据得出的平均幅值m1，计算第一幅值阈值T1，T1＝m1*(2–M1/N1)，其中，M1为获得的信号中幅值大于m1的信号点的个数，N1为获得的信号中包含的信号点的总个数；B3.将幅值小于第一幅值阈值T1的信号点剔除，并对剩余的信号点再次进行求取平均幅值m2，并将求得的平均幅值m2作为第二幅值阈值T2；C.初定第一心音S1和第二心音S2的坐标位置：C1.对经步骤B剔除处理后剩余的信号点，将幅值小于第二幅值阈值T2的信号点剔除；C2.对于剩下的信号点以一个单位时间t为一个步长，且一个步长为一个区域单位，求取每个区域单位中幅值最大的信号点的横坐标；C3.依次将得到的横坐标按照作为第一周期S1_前、S1_后、S2，第二周期S1_前、S1_后、S2，…第n周期S1_前、S1_后、S2的顺序规律存储于数组a中，其中，若最后一个周期的仅包含S1_前或仅包含S1_前、S1_后则将该周期的数据剔除；D.计算第一心音分裂情形下的心率：D1.将数组a中存储的数据：第一周期的S1_前、S1_后、S2，第二周期的S1_前、S1_后、S2，依次记为S1_前、S1_后、S2和临S1_前、临S1_后、临S2；D2.根据心率计算公式R＝60*f/(临S1_前‑S1_前)，f为信号的采样频率，得到一个心率值R1；D3.计算参数r11，r11＝S2‑S1_前，其中，r11代表一个周期中第一心音到第二心音的时间间隔；D4.计算参数r12,r12＝临S1_前–S2；r12代表一个周期的第二心音到相邻下一个周期的第一心音的时间间隔；D5.判定将各周期S1_前作为该周期的第一心音S1是否可信：若步骤D2至D5中计算出的数据满足心率R1在[30,240]的范围内，且r11<r12,则进入步骤D6，否则，剔除数组a中第一周期的S1_前、S1_后、S2数据，并将数组a中当前的第二周期记为第一周期，第三周期记为第二周期，并返回步骤D1；D6.把数组a中，第二周期的S1_前、S1_后、S2作为新的S1_前、S1_后、S2，将第三周期的S1_前、S1_后、S2作为新的临S1_前、临S1_后、临S2，根据心率计算公式R＝60*f/(临S1_前‑S1_前)，得到第二个心率值并记为R2，并进入以下判断步骤：D6.1.如果|R1–R2|/(R1+R2)<THres,THres为经验阈值，本技术方案设定为0.15，则判定将第一周期的S1_前作为该周期的第一心音S1可信，则将第一周期的第一心音S1保存在新的数组b中，并将数组a中当前的第二个周期记为第一个周期，第三周期记为第二周期后并返回步骤D1；D6.2.如果|R1–R2|/(R1+R2)>THres,且R1<R2,则用第二周期的S1_后的值替代心率计算公式中临S1_前的值重新计算心率值R2,并再次判定，如果新的心率值R2满足|R1–R2|/(R1+R2)<THres,则判定将第一周期的S1_前作为该周期的第一心音S1可信，则将第一周期的第一心音S1保存在新的数组b中,并将数组a中当前的第二个周期记为第一个周期，第三周期记为第二周期后并返回步骤D1；否则，就舍弃当前的第一周期将第一周期的数据剔除，并将数组a中当前的第二个周期记为第一个周期，第三周期记为第二周期，并返回步骤D1；D6.3.如果|R1–R2|/(R1+R2)>THres,且R1>＝R2，则用第二周期的S2的值替代心率计算公式中临S1_前的值重新计算心率值R2,并再次判定，如果新的心率值R2满足|R1–R2|/(R1+R2)<THres,则判定将第一周期的S1_前作为该周期的第一心音S1可信，则将第一周期的第一心音S1保存在新的数组b中,并将数组a中当前的第二个周期记为第一个周期，第三周期记为第二周期后并返回步骤D1；否则，就将第一周期的数据剔除，并将数组a中当前的第二个周期记为第一个周期，第三周期记为第二周期，并返回步骤D1；D7.遍历完所有数组a中保存的所有周期的数据后，得出一系列可信第一心音S1的位置数据并保存在数组b中的，并在将数组b中以每个两两相邻的第一心音S1则第二个S1记为临S1的规律，通过心率计算公式R＝60*f/(临S1‑S1)，得出获取的心音信号的实时心率。