孫延榮，戴 飛，石駿龍（.蘭州軍區(qū)蘭州總醫(yī)院醫(yī)療科，蘭州，70050； .蘭州軍區(qū)蘭州總醫(yī)院信息科，蘭州，70050；.中國(guó)人民解放軍94757部隊(duì)，上海，00000）

?

微聲信號(hào)的圖形化顯示及處理

孫延榮1，戴 飛2，石駿龍3
（1.蘭州軍區(qū)蘭州總醫(yī)院醫(yī)療科，蘭州，730050； 2.蘭州軍區(qū)蘭州總醫(yī)院信息科，蘭州，730050；3.中國(guó)人民解放軍94757部隊(duì)，上海，200000）

摘要：目的：為了更加便利的研究微聲信號(hào)并為之后的分析準(zhǔn)備。方法：利用軟件實(shí)現(xiàn)將聲信號(hào)在計(jì)算機(jī)中轉(zhuǎn)化為圖形信號(hào)，并通過幾類當(dāng)前主流的濾波方式對(duì)其進(jìn)行處理。結(jié)果：成功利用相應(yīng)的軟件編程實(shí)現(xiàn)了所設(shè)計(jì)的功能。結(jié)論：利用此類程序可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的設(shè)想。

關(guān)鍵詞：微聲信號(hào)；圖形化顯示；濾波處理

0 引言

微聲信號(hào)由于強(qiáng)度低，往往不易被探測(cè)到，而在諸如地質(zhì)勘探，地震分析，生理信號(hào)研究，水聲分析等眾多領(lǐng)域當(dāng)中，對(duì)于微聲信號(hào)的研究是有著重要意義的，在大信號(hào)之中所夾雜的微信號(hào)往往是能反映事物本質(zhì)的突破所在。

本文通過利用LabVIEW2012進(jìn)行編程設(shè)計(jì)，通過對(duì)于人體心音信號(hào)這類微聲信號(hào)的圖形化顯示和處理來例證此類方法對(duì)微聲信號(hào)的分析。

1 系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)與原理

1.1系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

圖1. 集成系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)圖

該系統(tǒng)具有兩大功能，一是對(duì)于微聲信號(hào)的圖形化顯示；二是實(shí)現(xiàn)對(duì)于所采集的微聲信號(hào)濾波處理，在此功能中集成了3種濾波方法（時(shí)變?yōu)V波，連續(xù)小波變換濾波，離散小波變換濾波），這是為之后的分析做鋪墊，可根據(jù)之后分析的具體需要來選擇相應(yīng)的濾波方式。

集成系統(tǒng)功能可見圖1所示。

1.2系統(tǒng)原理

將微聲信號(hào)的采集是基于課題組同仁設(shè)計(jì)的傳感器來進(jìn)行的，具體情況在之前刊發(fā)的《基于2.4G無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)的無線心音傳感器設(shè)計(jì)》一文中已經(jīng)詳細(xì)描述，將采集儲(chǔ)存的信號(hào)通過LabVIEW2012軟件編程進(jìn)行調(diào)用，則可實(shí)現(xiàn)圖形化的顯示功能。上述功能的實(shí)現(xiàn)是基于以下原理：

時(shí)變?yōu)V波功能的實(shí)現(xiàn)：

連續(xù)小波變換（CWT）濾波是按照以下原理運(yùn)行：

該方法能夠在對(duì)信號(hào)低頻成分分析時(shí)有高的頻率分辨率；對(duì)高頻成分分析時(shí)具備高時(shí)間分辨率性。因可顯示信號(hào)瞬態(tài)反常成分故其具備的顯微鏡效應(yīng)。

離散小波變換（DWT）濾波是按照以下原理運(yùn)行：

2 應(yīng)用驗(yàn)證

通過用LabVIEW2012進(jìn)行編程設(shè)計(jì)，將所采集到的心音信號(hào)灌入系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，具體結(jié)果見圖2所示。

結(jié)果總共4個(gè)處理界面：左上界面為圖形化顯示界面；左下為經(jīng)過時(shí)變?yōu)V波后的心音波形；右上為離散小波變換濾波后的心音波形；右下為連續(xù)小波變換濾波后的波形。具體可見圖3到圖6所示。

3 結(jié)束語

通過上述各圖可以詳見，所設(shè)計(jì)的集成系統(tǒng)的每個(gè)部分都可以順利實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能，狀態(tài)良好且簡(jiǎn)便易行。對(duì)于參數(shù)的調(diào)節(jié)十分靈活，可以滿足不同應(yīng)用要求，為之后微聲信號(hào)的深入分析研究做好了鋪墊。

參考文獻(xiàn)

［1］緱新科，馬艷.基于隨機(jī)共振的混合頻率微弱信號(hào)檢測(cè)［J］.蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2016.4，42（2）：97-99

圖2. 集成系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)運(yùn)行結(jié)果展示

圖3. 圖形化顯示界面

圖4. 時(shí)變?yōu)V波后心音波形

圖5. 離散小波變換（DWT）濾波后心音波形

圖6. 連續(xù)小波變換（CWT）濾波后心音波形

［2］焦尚彬，月寇潔，張青.基于DSP的自適應(yīng)隨機(jī)共振微弱信號(hào)檢測(cè)方法［J］.國(guó)外電子測(cè)量技術(shù)，2016.3，35（3）：32-34

［3］劉劍鳴，卞楊霞，高躍龍等.類Liu系統(tǒng)在水聲微弱信號(hào)檢測(cè)中的應(yīng)用研究［J］.物理學(xué)報(bào)，2016，65（7）：1-10.

［4］Zhao Zhao，Xiangquan Shi.FM interference suppression for PRC-CW radar based on adaptive STFT and timevarying filtering［J］.系統(tǒng)工程與電子技術(shù)：英文版，2010.4，21（2）：219-223

［5］岳龍，劉懷山，尹燕欣等.基于連續(xù)小波變換的面波衰減方法研究［J］. 石油物探，2016.3，55（2）：215-218

［6］Ganapathi Hegde，Pukhraj Vaya.An Efficient 3-Dimensional Discrete Wavelet Transform Architecture for Video Processing Application［J］，Journal of Electronics，2012.11，29（6）： 534-536

中圖分類號(hào)：TN98

項(xiàng)目基金支撐：甘肅省科技支撐課題（090NKCA092）

Graphical Display and Processing on Micro Acoustic Signals

Sun Yanrong1，Dai Fei2，Shi Junlong3
（1.Medical Section，Lanzhou General Hospital of Lanzhou Military Region，Lanzhou，730050；2.Information Section，Lanzhou General Hospital of Lanzhou Military Region，Lanzhou，730050）

Abstract：Purpose：We do it to conveniently research on micro acoustic signals and get prepare for the analysis next.Method：By the using of computer software can we change the micro acoustic signals into graphical signals，and also process them with current mainstream way of filtering.Result：The designed functions have been successfully realized by programming in right software. Conclusion： Using this kind of program can we.realize the work expected.

Keywords：micro acoustic signals；graphical display；filtering processing