韋 哲 辛 邁 蔡亭亭 羅 琛

時變?yōu)V波是在當前信號分析當中有著廣泛應用的處理方法之一，在雷達工程，油氣勘探，地震學研究和計算機信息系統(tǒng)中都能見其應用優(yōu)勢的顯現[1-5]。作為當前應用的主流——線性時變?yōu)V波，他所基于的理論較多，代表性的有S變換，傅里葉變換，短時傅里葉變換及小波分析等[6]。

公式1便是對線性化時變?yōu)V波的解釋，以x(v)為輸入信號，y(t)為經過濾波后的輸出信號，整個濾波處理的關鍵所在就是對于q(t,v)這個濾波函數的選取。實踐證明，上述方法各有優(yōu)勢，應該根據不同需要進行選用，對此的具體應用研究一直是信號處理領域中的熱點。本研究正是立足于線性時變?yōu)V波的方法而開展的，具體操作則是通過LabVIEW2011進行圖形化編程實現，把該方法引入到心音信號處理的領域中，將對研究起到一定的推動作用[7-8]。

1 心音信號處理系統(tǒng)的構建

1.1 整體設計構成

通過自制的無線心音信號傳感器將所采集到的心音信號輸入實時顯示系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)，采集者可見實時心音信號波形圖樣；通過利用重播系統(tǒng)可以將采集到的波形進行重播復現；同時，調用時變?yōu)V波系統(tǒng)，即可實現對于信號的時變?yōu)V波處理。具體設計流程如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)工作流程圖

1.2 實時采集顯示模塊和重播模塊設計

利用LabVIEW2011為軟件進行編程，基于計算機聲卡，配合無線傳感器進行心音信號采集[9]。利用該模塊對心音采集后，系統(tǒng)前面板以及所采集到的波形和重播功能，上述內容在前文“基于2.4 G技術的心音傳感器設計”當中已有詳述。

在進行信號采集的同時，為了方便以后分析和數據處理的需要，所設計的系統(tǒng)將心音數據以wav格式的音頻文件進行存儲，該類型文件與音頻的高等質量——CD格式一樣，也是44.1 K的取樣頻率，16位量化[10-12]。

圖3 心音波形重播圖樣(上)，時變?yōu)V波后圖(下)

因此，通過wav格式存儲的音頻具有高保真的音質，能與傳感器的無損采集傳輸在參數上進行無縫銜接，從理論和實踐的基礎上保證了以后分析的準確有效。

1.3 時變?yōu)V波模塊設計

根據時變?yōu)V波的理論，將所需要實現的功能進行程序化設計。利用LabVIEW2011的高級工具包[13]實現編程，后面板如圖2所示。

圖2 基于時變?yōu)V波所設計的濾波器后面板圖樣

2 心音信號時變?yōu)V波系統(tǒng)的實驗論證

將通過濾波處理的波形與重播波形進行對比分析，如圖3所示。經過時變?yōu)V波處理后的波形信號特征明顯，實現了對于雜波有效濾除。

按照編程的設定，所用的時變?yōu)V波器的濾波強度(閾值)是可調的，這就能夠根據所采集波形的具體情況進行靈活有效的前期處理，為下一步的心音分析做好了充分準備[14]。

3 結語

本實驗心音數據來源于蘭州軍區(qū)蘭州總醫(yī)院干二科，初步應用證明：該系統(tǒng)能實現對于心音信號的實時采集顯示和重播，并能在此基礎之上完成對于所采集到的信號進行實時時變?yōu)V波處理；同時，由于編程的參數設定，該時變?yōu)V波器的強度可控，效果良好且工態(tài)靈活。

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