胎心率是胎兒監(jiān)護(hù)中的一項關(guān)鍵指標(biāo),通過家用超聲多普勒胎心儀進(jìn)行胎心率監(jiān)測可以及時發(fā)現(xiàn)胎兒的異常情況,有效監(jiān)護(hù)胎兒的健康狀況。由于胎心信號幅度微弱、成分復(fù)雜、具有多種噪聲干擾,市面上的一體式超聲多普勒胎心儀往往存在測量靈敏度低、檢測范圍小、胎心音播放效果不佳、頻繁出現(xiàn)嘯叫現(xiàn)象等問題。本論文針對上述問題,提出了針對一體式超聲多普勒胎心儀的信號處理算法,本文的主要研究內(nèi)容如下:1.胎心信號消噪算法。通過基于譜減法的自適應(yīng)消噪算法和閾值消噪算法對胎心信號進(jìn)行消噪處理。自適應(yīng)譜減消噪算法在譜減法的基礎(chǔ)上,通過端點檢測算法識別出噪聲信號,從而實現(xiàn)噪聲譜的更新。自適應(yīng)閾值消噪算法主要根據(jù)信號的半波峰值與幅度閾值的關(guān)系進(jìn)行削波處理,其中閾值的大小根據(jù)信號信噪比檢測算法的結(jié)果進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整。本論文利用胎心模擬器產(chǎn)生模擬胎心信號并進(jìn)行了消噪算法的效果驗證。2.自激嘯叫抑制算法。根據(jù)胎心儀的嘯叫信號在幅值和時間分布上的特點,研究并提出了基于信號幅值和計數(shù)檢測的嘯叫抑制算法。本文還研究了基于移頻的嘯叫抑制算法,同時結(jié)合胎心儀揚聲器的頻響特性和人耳的聽覺特性確定了移頻方向和移頻值范圍,在此基礎(chǔ)上研究并實現(xiàn)了頻域... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖３．１?ａ隨信噪比＾／？的變化曲線??１２??

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文?胎心信號消噪算法??？取值的計算公式如下式（３．６）所示，其中１／ｓ為斜率，％為沿／／？＝０時ａ??的取值。??ａ?＝?ａ０－?（ＳＮＲ）?／ｓ?（－５?＜?ＳＮＲ?＜?２０）?（３．６）??３．２．２噪聲功率譜估計??要利用譜減法進(jìn)行胎心信號的消噪，首先第一步需要進(jìn)行噪聲功率譜的估計。??在噪聲功率譜的估計中，可以將兩相鄰胎心跳動處信號之間的間隔段信號（如下??圖３．２中橘色區(qū)域信號所示）視為噪聲信號，該間隔段信號包含了除胎兒心臟跳??動以外的其他運動信號所造成的干擾（包含由孕婦體內(nèi)液體流動、孕婦體腹壁運??動和胎兒靜脈血流流動、胎兒呼吸等產(chǎn)生的干擾信號）以及電路噪聲干擾。??時＿ｊ??０?０２?０?４?０６?０？?＾?１７?１４?１？?１８?ｉ??時間（ｓ）??圖３．２超聲多普勒胎心信號及其噪聲信號區(qū)域??初始噪聲功率譜的獲取過程如下：??１）使用一體式超聲多普勒胎心儀對孕婦進(jìn)行多次測量，保存測量時的超聲多??普勒胎心信號，提取出每個胎心信號的噪聲信號段（兩相鄰胎心跳動處信號之間??的間隔段信號），直到噪聲信號段累計到足夠長度；??２）對噪聲信號進(jìn)行加窗、分幀處理，求取每一幀的噪聲功率譜（幻｜２；??３）對每一幀的噪聲功率譜進(jìn)行累加和平均處理，得到最終的初值噪聲功率譜，??計算公式參照式（３．７）。由于超聲多普勒胎心儀采集得到的胎心信號中混有電路??噪聲和一部分由運動產(chǎn)生的其他干擾信號，它們屬于隨機(jī)信號，通過對隨機(jī)的噪??１３??

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文???胎心信號消噪算法??下圖３．３為胎心信號及其變異系數(shù)的曲線圖，可見在胎心跳動明顯時，變異??系數(shù)的數(shù)值較高且呈現(xiàn)明顯峰值；胎心跳動微弱時，變異系數(shù)的數(shù)值較低，但也??可呈現(xiàn)出峰值，在噪聲段信號（兩相鄰胎心跳動處信號之間的間隔段）處，變異??系數(shù)的數(shù)值很低，沒有明顯峰值體現(xiàn)。??Ｉ?ｒ?１?１?ｒ????ｉ?１?１?１?１。＇，》??－?胎心信號??變異系數(shù)??０７１－?Ｉ?１１?｜?Ｈ??０．６１?！?Ｉ?Ｉ??４ＧＪ｜?Ｉ?Ｍ〇．＜？??Ｈ０．０６??丨．；＇?Ｓ?‘Ｉ?＼?ｉ?－?〇．？??Ｉ?？?！?－?ｖ?ｌ?１?Ｖ?？?？，’、ｋ?？?ｖ；卜??＾，?．—」」０??０?０６?１?１．５?２?２－Ｄ?３?３．５?４??時間（Ｓ＞??圖３．３超聲多普勒胎心信號１及其變異系數(shù)曲線??Ｌｏｇｉｓｔｉｃ函數(shù)是一種常見的形函數(shù)，其定義域為（－〇〇，〇〇），表達(dá)式如下：??／Ｗ?＝?Ｉ７＾Ｔ?（３．９）??其中々衡量曲線變化的快慢，Ａ為＊５■型曲線的中點位置，乙是曲線的最大值。??Ｌｏｇｉｓｔｉｃ函數(shù)表現(xiàn)為一條光滑連續(xù)且單調(diào)的曲線。當(dāng)左＝丨，Ａ?＝〇，人＝１時??Ｌｏｇｉｓｔｉｃ函數(shù)的幾何形狀如下圖３．４所示，在其定義域內(nèi)該曲線首先緩慢增長，??接著加速增長，在發(fā)展期后其增長速度逐漸減慢，最后趨于穩(wěn)定。目前Ｌｏｇｉｓｔｉｃ??函數(shù)常用來反映生物種群發(fā)展、神經(jīng)元非線性感知、人類認(rèn)知學(xué)習(xí)過程等［４６］。??－６?－４?－２?０?２?４?６??圖３．４?Ｌｏｇｉｓｔｉｃ函數(shù)的幾何形狀??Ｌｏｇｉｓｔｉｃ函數(shù)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]胎心監(jiān)護(hù)儀在足月分娩產(chǎn)婦中的應(yīng)用[J]. 束文.  醫(yī)療裝備. 2019(19)
[2]《2018年我國衛(wèi)生健康事業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報》出爐[J]. 李芮.  中醫(yī)藥管理雜志. 2019(10)
[3]基于譜減法的語音信號降噪改進(jìn)算法[J]. 金薛冬,李東新.  國外電子測量技術(shù). 2018(05)
[4]一種便攜式多普勒胎心檢測系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)[J]. 戴明,詹凱,陳昕,林浩明,孟德明,陳思平.  生物醫(yī)學(xué)工程研究. 2017(02)
[5]無線超聲多普勒胎心檢測系統(tǒng)的研發(fā)[J]. 楊鈞鵬,詹凱,張旭東,陳昕.  中國醫(yī)療器械雜志. 2016(06)
[6]基于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解的胎心音信號除噪方法[J]. 劉俏俏,譚志向,張懿,王華.  生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2015(04)
[7]基于Logistic函數(shù)的貝葉斯概率矩陣分解算法[J]. 方耀寧,郭云飛,蘭巨龍.  電子與信息學(xué)報. 2014(03)
[8]基于小波閾值和自適應(yīng)譜線增強(qiáng)的胎心率去噪算法[J]. 董明明,王劍鋼.  計算機(jī)與現(xiàn)代化. 2012(12)
[9]基于小波變換模極大值的去噪方法研究[J]. 劉麗梅,劉齊躍,張靜.  河北工業(yè)科技. 2010(06)
[10]基于改進(jìn)譜減法的語音增強(qiáng)研究[J]. 劉志坤,唐小明,朱洪偉.  計算機(jī)仿真. 2009(06)

博士論文
[1]小波和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在自適應(yīng)均衡中的算法研究[D]. 王軍鋒.西安電子科技大學(xué) 2003

碩士論文
[1]基于超聲多普勒技術(shù)的胎心率測量研究[D]. 張旭斌.合肥工業(yè)大學(xué) 2019
[2]全數(shù)字式超聲多普勒胎心率測量系統(tǒng)的開發(fā)[D]. 楊鈞鵬.深圳大學(xué) 2017
[3]胎心音信號監(jiān)測的研究[D]. 章榕月.海南大學(xué) 2017
[4]基于FPGA的嘯叫抑制器的研究與設(shè)計[D]. 李侖.武漢理工大學(xué) 2017
[5]聲反饋抑制算法的研究與實現(xiàn)[D]. 李康康.天津大學(xué) 2017
[6]聲學(xué)系統(tǒng)中反饋抑制器的研究和DSP實現(xiàn)[D]. 楊陽.廣州大學(xué) 2016
[7]基于DSP的嘯叫抑制器的研究與設(shè)計[D]. 儲燦耀.武漢理工大學(xué) 2016
[8]基于智能手機(jī)的胎心率檢測技術(shù)及系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 王歐陽.浙江大學(xué) 2016
[9]胎兒心率檢測算法的研究[D]. 黃新安.江南大學(xué) 2015
[10]自適應(yīng)聲場均衡控制器的設(shè)計[D]. 高亮.河北科技大學(xué) 2014



本文編號：2941922