CN106377279B - 胎心音频信号处理方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种胎心音频信号处理方法和装置，其中，上述胎心音频信号处理方法包括：获取胎心音频信号；对获取的所述胎心音频信号进行频移处理；输出经所述频移处理后的胎心音频信号，以便通过音频播放设备播放经所述频移处理后的胎心音频信号。本发明提供的技术方案能够改善胎心音频信号在音频播放设备中的播放效果，提高胎儿监护广泛应用的可能性。
Description
技术领域
本发明涉及胎心电子监护领域，具体涉及一种胎心音频信号处理方法和装置。
背景技术
超声多普勒胎儿监护仪(如下简称胎监)和超声多普勒胎儿心率仪(如下简称胎心多普勒)等胎儿检测设备在医院或社康等医疗单位应用非常广泛，并逐渐深入到家庭应用中，胎儿监护对于提升产妇和胎儿健康水平发挥着非常重要的作用。
国际上目前最通用的胎儿监护方法是对胎心率(FHR，Fetal Heart Rate)进行检测，而胎心率的检测需在听取到可靠的胎心音频信号(后续简称为胎心音)下进行。在胎心电子监护领域中，采用超声波多普勒频移原理提取胎心音，其具体实现过程如下：将声源(例如装有超声多普勒传感器的超声探头)置于母腹体表并以固定频率发出超声波信号，当声源对准胎儿心脏时，超声回波的频率将受到运动心脏的调制，以此产生上述多普勒频移信号，进一步从上述多普勒频移信号中提取胎心音频信号。
目前常见的基于超声波多普勒频移原理进行胎心率检测的胎心检测设备多采用超声探头和主机一体化的结构形式，一体化的胎心检测设备一方面更方便用户进行操作，另一方面也可以大大的降低成本，达到家庭用户更容易接受的价位。由上可知，胎心检测设备的重要功能之一是能够用于听取胎心音频信 号，由于一体化的胎心检测设备固有的结构形式和声音传递的特点，一体化的胎心检测设备的扬声器和胎心音频信号检测前端都置于同一个超声探头中，这样非常容易产生自激啸叫的问题，使得用户难以听取到清晰的胎心音。
为了解决一体化的胎心检测设备一体机自激啸叫的问题，厂家要么将该胎心检测设备的系统增益设计的很低来降低自激啸叫发生的概率，要么设计出不含扬声器的胎心检测设备。然而，系统增益的降低将严重影响系统胎心检测设备的检测灵敏度，而如果胎心检测设备没有内置扬声器的话，那么用户必须用耳机或者其它方式来听取胎心检测设备提取的胎心音频信号，这将大大的降低用户体验，严重影响胎心检测设备一体机的使用，致使一体化的胎心检测设备胎心远远没有达到预想的效果，从而制约了家用胎心检测设备的发展应用，导致胎儿监护的广泛应用受到限制。
发明内容
本发明提供一种胎心音频信号处理方法和装置，用于改善胎心音频信号在音频播放设备中的播放效果，提高胎儿监护广泛应用的可能性。
本发明一方面提供一种胎心音频信号处理方法，包括：
获取胎心音频信号；
对获取的上述胎心音频信号进行频移处理；
输出经上述频移处理后的胎心音频信号，以便通过音频播放设备播放经上述频移处理后的胎心音频信号。
本发明另一方面提供一种胎心音频信号处理装置，包括：
获取单元，用于获取胎心音频信号；
频移处理单元，用于对上述获取单元获取的上述胎心音频信号进行频移处理；
输出单元，用于输出经上述频移处理单元频移处理后的胎心音频信号，以便通过音频播放设备播放经上述频移处理单元处理后的胎心音频信号。
由上可见，本发明中通过对获取的胎心音频信号进行频移处理，能够使得频移处理后的胎心音频信号的频率与原始拾取的胎心音频信号的频率错开，从而可以避免在通过音频播放设备播放胎心音频信号时，因胎心音频信号检测前端拾取到该音频播放设备播放的胎心音频信号而引起的自激啸叫。一方面，达到了改善胎心音频信号在音频播放设备中的播放效果的目的，另一方面，也使得家用胎心检测设备能够更容易地被推广，提高了胎儿监护广泛应用的可能性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的胎心音频信号处理方法一个实施例流程示意图；
图2-a为本发明提供的胎心音频信号处理方法另一个实施例流程示意图；
图2-b为一种具体应用场景下的原始的胎心音频信号波形示意图；
图2-c为对图2-b所示的胎心音频信号进行半波反向重复的时域倍频处理方式处理后得到的胎心音频信号波形示意图；
图3-a为本发明提供的胎心音频信号处理方法再一个实施例流程示意图；
图3-b为本发明提供的一种可应用于图3-a所示的胎心音频信号处理方法中的频移处理方案流程示意图；
图4-a为本发明提供的胎心音频信号处理方法再一个实施例流程示意图；
图4-b为本发明提供的一种可应用于图4-a所示的胎心音频信号处理方法中的频移处理方案流程示意图；
图5为本发明提供的胎心音频信号处理装置一个实施例结构示意图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明实施例提供一种胎心音频信号处理方法。请参阅图1，本发明实施例中的胎心音频信号处理方法，包括：
步骤101、获取胎心音频信号；
本发明实施例中，获取基于超声波多普勒频移原理提取到的胎心音频信号，例如，获取由胎心音频信号检测前端拾取到的胎心音频信号。
可选的，为了得到更好的效果，在进入步骤102之前，还可以对步骤101 获取到的胎心音频信号进行预处理，上述预处理例如可以为线性放大和/或基线滤波，例如在进入步骤102之前，先对步骤101获取到的胎心音频信号进行线性放大，之后将经过线性放大后的胎心音频信号作为步骤102的输入信号；或者，先对步骤101获取到的胎心音频信号进行基线滤波，之后将经过基线滤波后的胎心音频信号作为步骤102的输入信号；或者，先对步骤101获取到的胎心音频信号进行基线滤波，之后将经过基线滤波后的胎心音频信号进行线性放大，之后将经过线性放大后的胎心音频信号作为步骤102的输入信号；或者，先对步骤101获取到的胎心音频信号进行线性放大，之后将经过线性放大后的胎心音频信号进行基线滤波，之后将经过基线滤波后的胎心音频信号作为步骤102的输入信号。以下分别对上述线性放大和上述基线滤波进行说明：
线性放大：对于不同的音频播放设备，音频播放设备所支持的数据位数可能不同，有些是16位，有些是32位，而输入信号也极有可能低于音频播放设备的数据位数，于是，可能出现输入信号动态范围小于实际音频播放设备可以达到的动态范围的情况，使得现有资源未能合理的最大化利用。故在步骤101获取到的胎心音频信号之后，可以根据获取到的胎心音频信号的位数和音频播放设备的位数，计算放大倍数，然后根据计算得到的放大倍数对获取到的胎心音频信号进行线性放大，使得线性放大后的胎心音频信号通过该音频播放设备输出时，可以覆盖在一个较大的动态范围内，例如若手机的音频播放器为16位，则可将12位的胎心音频信号经过线性放大后转换为16位的胎心音频信号， 这样，通过该手机播放胎心音频信号时的动态范围由原来的20*log(212)≈72dB增大到20*log(216)≈120dB。对胎心音频信号进行线性放大，不仅可以合理利用音频播放设备的资源，还可以提高胎心音频信号的响度。
基线滤波：通过一个高通滤波器，滤除胎心音频信号中的基线干扰。
当然，上述预处理也可以是其它处理，此处不作限定。
步骤102、对获取的上述胎心音频信号进行频移处理；
本发明实施例中，对获取的上述胎心音频信号进行频移处理，从而使得频移处理后的胎心音频信号的频率与步骤101获取的胎心音频信号的频率错开。
可选的，步骤102具体为：对获取的上述胎心音频信号进行频移处理，使得频移处理后的胎心音频信号的频率在音频播放设备的频率响应范围和/或人耳听觉舒适度的频率范围内(人耳听觉舒适度的频率范围可以取普通大众的人耳耳腔的谐振频率范围)。通过将步骤101获取的胎心音频信号频移至音频播放设备的频率响应范围内，能够保证经频移处理后的胎心音频信号可以较好的引起该音频播放设备的振动膜起振，使得在不降低超声波检测灵敏度和音频播放设备频率响应范围的情况下，达到提高胎心音频信号的检测性能、改善胎心音频信号在音频播放设备中的播放效果的目的。而通过将步骤101获取的胎心音频信号频移至人耳听觉舒适度的频率范围内，使得用户能够听取以往听取到以往难以听到的胎心音频信号，进而提高了胎心音频信号的检测灵敏度。
在一种应用场景中，步骤102采用时域倍频方式对获取的上述胎心音频信号进行频移处理。例如，可以采用全波重复的时域倍频方式或者半波重复(例如半波反向重复或半波正向重复)的时域倍频方式对获取的上述胎心音频信号 进行频移处理。进一步，还可以使得经上述时域倍频方式频移处理后的胎心音频信号的频率在音频播放设备的频率响应范围和/或人耳听觉舒适度的频率范围内。
在另一种应用场景中，步骤102采用频谱搬移方式对获取的上述胎心音频信号进行频移处理。进一步，可以使得经上述频谱搬移方式频移处理后的胎心音频信号的频率在音频播放设备的频率响应范围和/或人耳听觉舒适度的频率范围内。例如，将有效信号频谱高保真地搬移到音频播放设备的频率响应范围内，使得胎心音频信号音调增高(通常情况下，原始的胎心音频信号的频率要低于音频播放设备的频率响应范围的下限值)。
在再一种应用场景中，由于时域倍频方式可能会使胎心音频信号变得相对杂散，而频谱搬移方式可能会使胎心音频信号相对单一。因此，可以采用时域倍频和频谱搬移相结合的方式对获取的上述胎心音频信号进行频移处理，使得经频移处理后的胎心音频信号听起来更加饱满和自然。进一步，可以使得经上述时域倍频和频谱搬移相结合的方式频移处理后的胎心音频信号的频率在音频播放设备的频率响应范围和/或人耳听觉舒适度的频率范围内。
当然，本发明实施例中也可以采用其它方式对步骤101获取的胎心音频信号进行频移处理。例如，本发明实施例也可以通过如下方式对步骤101获取的胎心音频信号进行频移处理：将步骤101获取的胎心音频信号经随机或预设的第一频率信号进行调制，之后将经上述第一频率信号调制后的胎心音频信号经随机或预设的第二频率信号进行解调，则解调后的胎心音频信号即为经频移处理后的胎心音频信号。其中，上述第一频率信号和上述第二频率信号可以通过 不同的频率发生器产生，通过该方式可以实现任意频率的移频，包括正向移频、负向移频等。
需要说明的是，在本发明实施例中，步骤102表现为对步骤101获取的上述胎心音频信号进行频移处理。在其它实施例中，若如步骤101中的描述对步骤101获取到的胎心音频信号进行了预处理，则步骤102表现为对上述预处理后的胎心音频信号进行频移处理。
步骤103、输出经上述频移处理后的胎心音频信号，以便通过音频播放设备播放经上述频移处理后的胎心音频信号；
本发明实施例中，步骤103可将步骤102频移处理后的胎心音频信号输出至上述音频播放设备进行播放。
进一步，本发明实施例还可以在输出胎心音频信号之前，对步骤102频移处理后的胎心音频信号进行均衡滤波处理，则步骤103具体表现为：输出经上述均衡滤波处理后的胎心音频信号，以便通过音频播放设备播放经上述均衡滤波处理后的胎心音频信号。以下对上述均衡滤波处理进行说明。
根据人耳对声音的敏感程度，普通大众的人耳耳腔的谐振频率是1KHz-4KHz(“KHz”表示千赫兹，“Hz”表示赫兹)，同时人耳对声音的感知主要通过信号中各频谱分量幅值获取，对各分量的相位不敏感。20-60Hz这段频率影响声音的空间感，60-100Hz这段频率影响声音的浑厚感，100-150Hz这段频率影响声音的丰满度，150-300Hz这段频率影响声音的力度，300-500Hz这段频率影响声音厚度和力度，500-1000Hz这段频率影响声音的整体感，但是800Hz是一个“危险频率”。1KHz-2KHz这段频率范围通透感明显，顺畅感强，2KHz-3KHz这段频率是影响声音的明亮度。上述均衡滤波处理即为根据人耳对不同频率声音的敏感程度不用而选择不同的预加重滤波器进行级联滤波的过程。
为了更加灵活地调节不同频率分量的信号强度，可以通过多个预加重滤波器级联方式实现上述均衡滤波处理。首先，参考人耳对不同频段内信号的敏感程度不同，对频移处理后的信号频率进行分段，然后设计多个预加重滤波器分别对不同频率段内的信号进行非线性增强或者抑制，最后将这些预加重滤波器进行级联，实现对整个频段内的信号调节。通过上述均衡滤波处理，可以针对不同频段的信号使用不同性能的预加重滤波器，以实现对不同频段的信号采用不同的抑制或者增强。例如，可以使胎心音频信号的低频分量被稍微抑制一些，防止出现低频共振声，而高频分量被抑制得相对较多一些，防止声音过于僵硬和呆板，同时中低频分量相对于中高频分量被增强的力度大一些，增加胎心音频信号的声音力度感和厚重感，使胎心音频信号听起来更加的清晰自然。具体地，上述预加重滤波器可以选用IIR形式的二阶预加重滤波器，该二阶预加重滤波器的差分方程为：y(n)＝x(n)-a0x(n-1)-a1x(n-2)+by(n-1)，其中，y(n)为输出序列，x(n)为输入序列，a0、a1和b为预加重系数(也即滤波器系数)。由该差分方程可看出，该二阶预加重滤波器的输出不仅与输入有关，而且与过去的输出有关。优选地，当需要对胎心音频信号的中频成分增强时，预加重滤波器参数特征要求a0为正、a1为负，b为正。
需要说明的是，本发明实施例中提及的音频播放设备为用于播放胎心音频信号的设备，该音频播放设备具体可以为集成在具备胎心检测功能的胎儿监护 设备(例如胎心监测设备)中的扬声器模块，或者，也可以为其它具备音频信号播放功能的设备(例如手机、平板电脑、音响等)，此处不作限定。并且，在不同时期用于播放胎心音频信号的音频播放设备可能不同，用户可以自主选择或切换用于播放胎心音频信号的音频播放设备。
本发明实施例中的胎心音频信号处理方法可以由胎心音频信号处理装置实现，该胎心音频信号处理装置可以集成在具备胎心检测功能的胎儿监护设备或上述音频播放设备中，此处不作限定。
由上可见，本发明实施例中通过对获取的胎心音频信号进行频移处理，能够使得频移处理后的胎心音频信号的频率与原始拾取的胎心音频信号的频率错开，从而可以避免在通过音频播放设备播放胎心音频信号时，因胎心音频信号检测前端拾取到该音频播放设备播放的胎心音频信号而引起的自激啸叫，一方面，达到了改善胎心音频信号在音频播放设备中的播放效果的目的，另一方面，也使得家用胎心检测设备能够更容易地被推广，提高了胎儿监护广泛应用的可能性。另外，由于胎心音频信号跟语音信号有所不同，胎心音频信号只需要能听取到心跳频率即可，因此，即使本发明实施例中对原始的胎心音频信号的频率进行较大幅度的改变，也不会影响听觉效果。而语音信号一旦频率改变很大的话，可能使得播报的语音信号失真或导致听不清播报的语音信息，影响听觉效果。
实施例二
本发明实施例采用时域倍频方式对获取的胎心音频信号进行频移处理，并使得频移处理后的胎心音频信号的频率在音频播放设备的频率响应范围内。请 参阅图2-a，本发明实施例中的胎心音频信号处理方法包括：
步骤201、获取胎心音频信号；
具体地，步骤201可以参照图1所示实施例中步骤101的描述，此处不再赘述。
步骤202、采用时域倍频方式对获取的上述胎心音频信号进行频移处理，使得频移处理后的胎心音频信号的频率在音频播放设备的频率响应范围内；
本发明实施例中，可以采用全波重复的时域倍频方式或者半波重复的时域倍频方式对获取的上述胎心音频信号进行频移处理，改变获取的胎心音频信号的频谱分布特征，使其到达一个较高的频率(通常情况下，原始的胎心音频信号的频率要低于音频播放设备的频率响应范围的下限值)，从而提高胎心音频信号的响度。
可选的，步骤202采用半波反向重复的时域倍频方式对获取的上述胎心音频信号进行频移处理。上述半波反向重复的时域倍频方式的设计思路如下：以过零点为分界，首先对胎心音频信号进行半波识别，并缓存当前半波数据和当前半波的反向数据，然后根据输入的胎心音频信号波形方向和倍频后上一半波波形方向，确定倍频输出时先输出与原信号方向相同的波形还是反向波形，使倍频后的胎心音频信号波形保持正反向交替波形输出。设原始的胎心音频信号波形示意图如图2-b所示，则经过上述半波反向重复的时域倍频处理方式处理后得到的胎心音频信号波形如图2-c所示，其中，图2-b和图2-c的横坐标轴和纵坐标轴分别表示时间和振幅。由图2-b和图2-c可见，上述半波反向重复的时域倍频处理方式不仅可将信号频谱整体搬移到特定频段，还可将频谱带宽成倍增 加，使得胎心音频信号在较大的一个频率带宽范围内，在一定程度上增量高频和低频频率分量，音频信号音调变高的同时，声音变得更加丰富。
可选的，步骤202包括：检测获取的胎心音频信号的中心频率；根据检测出的上述中心频率与上述音频播放设备的最佳频率响应范围下限之间的偏差大小，计算出最小倍频次数；根据该最小倍频次数对获取的胎心音频信号进行倍频处理，使得倍频处理后的胎心音频信号的频谱带宽增大的倍数与该最小倍频次数相等或接近。具体的，可通过如下方式检测获取的胎心音频信号的中心频率：对获取的胎心音频信号进行傅里叶变换获取其频谱，并进行最大峰值检测和归一化处理，以最大峰值频率位置作为上述胎心音频信号的中心频率。由于不同的音频播放设备，最佳频率响应范围不一样，因此，采用上述方法进行时域倍频处理，可以自动计算最小倍频次数，更加灵活和智能化。
可选的，在步骤202之前先进行时域降噪处理，即对获取的胎心音频信号(或预处理后的胎心音频信号)进行时域降噪处理，具体地，可对输入的胎心音频信号(例如步骤201获取的胎心音频信号或预处理后的胎心音频信号)进行自适应中心削波降噪处理，通过对输入的胎心音频信号进行削波处理，可以降低底噪对胎心音频信号音质的影响，同时在步骤202进行频移处理前进行处理，可以减少整个过程的运算量。
具体的，上述对获取的胎心音频信号(或预处理后的胎心音频信号)进行自适应中心削波降噪处理的过程可包括：对输入的胎心音频信号(例如步骤201获取的胎心音频信号或经过预处理后的胎心音频信号)的单个半波峰值与 自适应削波阈值进行比较，确定削波系数；根据第一公式和确定的削波系数对上述输入的胎心音频信号进行自适应中心削波降噪处理。上述第一公式为：
其中，X(i)为原始半波输入信号，Y(i)为削波处理后的输出信号，n为当前半波长度，C为削波系数(其中，C∈[0,1))，THR为自适应削波阈值。由上述第一公式可见，当上述输入的胎心音频信号的半波峰值的绝对值小于THR时，对当前半波内的所有信号乘以一个削波阈值C后进行衰减，当上述输入的胎心音频信号的半波峰值的绝对值大于或等于THR时，保持原始大小输出。具体的，上述THR取输入的胎心音频信号经半波整流后的加权均值，并随输入的胎心音频信号更新而实时更新。
步骤203、输出经上述频移处理后的胎心音频信号，以便通过上述音频播放设备播放经上述频移处理后的胎心音频信号；
本发明实施例中，步骤203可将步骤202频移处理后的胎心音频信号输出至上述音频播放设备进行播放。
进一步，本发明实施例还可以在输出胎心音频信号之前，对步骤202频移处理后的胎心音频信号进行均衡滤波处理，则步骤203具体表现为：输出经上述均衡滤波处理后的胎心音频信号，以便通过音频播放设备播放经上述均衡滤波处理后的胎心音频信号。关于上述均衡滤波处理的说明可以参照图1所示实施例中的描述，此处不再赘述。
需要说明的是，本发明实施例中提及的音频播放设备为用于播放胎心音频信号的设备，该音频播放设备具体可以为集成在具备胎心检测功能的胎儿监护设备(例如胎心监测设备)中的扬声器模块，或者，也可以为其它具备音频信号播放功能的设备(例如手机、平板电脑、音响等)，此处不作限定。并且，在不同时期用于播放胎心音频信号的音频播放设备可能不同，用户可以自主选择或切换用于播放胎心音频信号的音频播放设备。
本发明实施例中的胎心音频信号处理方法可以由胎心音频信号处理装置实现，该胎心音频信号处理装置可以集成在具备胎心检测功能的胎儿监护设备或上述音频播放设备中，此处不作限定。
由上可见，本发明实施例中采用时域倍频方式对获取的胎心音频信号进行频移处理，能够使得频移处理后的胎心音频信号的频率与原始拾取的胎心音频信号的频率错开，从而可以避免在通过音频播放设备播放胎心音频信号时，因胎心音频信号检测前端拾取到该音频播放设备播放的胎心音频信号而引起的自激啸叫，一方面，达到了改善胎心音频信号在音频播放设备中的播放效果的目的，另一方面，也使得家用胎心检测设备能够更容易地被推广，提高了胎儿监护广泛应用的可能性。进一步，使得频移处理后的胎心音频信号的频率在音频播放设备的频率响应范围内，从而保证了经频移处理后的胎心音频信号能够较好的引起音频播放设备振动膜起振，使得在不降低超声波检测灵敏度和音频播放设备频率响应范围的情况下，进一步达到改善胎心音频信号在音频播放设备中的播放效果的目的。另外，也使得用户通过手机、电脑、普通小音响这类音频播放设备听取胎心音频信号成为可能，进一步提高了胎儿监护广泛应用的 可能性。另外，由于胎心音频信号跟语音信号有所不同，胎心音频信号只需要能听取到心跳频率即可，因此，即使本发明实施例中采用时域倍频方式对原始的胎心音频信号的频率进行较大幅度的改变，也不会影响听觉效果。而语音信号一旦频率改变很大的话，可能使得播报的语音信号失真或导致听不清播报的语音信息，影响听觉效果。
实施例三
本发明实施例采用频谱搬移方式对获取的胎心音频信号进行频移处理，并使得频移处理后的胎心音频信号的频率在音频播放设备的频率响应范围内。请参阅图3-a，本发明实施例中的胎心音频信号处理方法包括：
步骤301、获取胎心音频信号；
具体地，步骤301可以参照图1所示实施例中步骤101的描述，此处不再赘述。
步骤302、采用频谱搬移方式对获取的上述胎心音频信号进行频移处理，使得频移处理后的胎心音频信号的频率在音频播放设备的频率响应范围内；
可选的，如图3-b所示，步骤302包括：
步骤3021、对获取的上述胎心音频信号进行傅里叶变换，得到上述胎心音频信号的频谱信号；
具体地，上述傅里叶变换的过程可以参照已有技术实现，此处不再赘述。
步骤3022、根据上述胎心音频信号的频谱信号与上述音频播放设备的频率响应范围之间的偏差，将上述胎心音频信号的频谱信号整体搬移至上述音频播放设备的频率响应范围内，得到搬移后的频谱信号；
具体地，在步骤3022中，可根据上述胎心音频信号的频谱信号主频率下边界与上述音频播放设备的最佳频率响应范围下限值之间的偏差大小，计算最小频谱搬移量，然后将上述胎心音频信号的频谱信号整体至少搬移上述最小频谱搬移量，使得上述胎心音频信号的频谱信号整体搬移至上述音频播放设备的最佳频率响应范围内。进一步，由于对于不同个体、不同胎位、不同的超声多普勒传感器，胎心音频信号的频率分布范围不同，因此，可以采用以胎心音频信号的中心频率为中心进行前后搜索的方式获取胎心音频信号的主频率边界，具体的，当阈值线与上述胎心音频信号的频谱信号的频谱曲线所包围的面积最接近总面积的80-90％时，提取该频谱曲线的上下边界作为胎心音频信号的主频率上边界和主频率下边界。这种方法可以适应不同个体、胎位和超声多普勒传感器，更为自动化和智能化。具体的，可通过如下方式确定胎心音频信号的中心频率：对步骤3021输入的频谱信号进行最大峰值检测和归一化处理，以最大峰值频率位置作为上述胎心音频信号的中心频率。
进一步，在步骤3022中还可以将上述胎心音频信号的频谱信号整体搬移到一个兼顾上述音频播放设备的最佳频率响应范围和人耳听觉舒适度的频段内。即在步骤3022中还考虑人耳对声音的敏感程度，由于人耳耳腔的谐振频率是1k-4KHz，通过上述方法计算出上述最小频谱搬移量后，可通过上述中心频率与人耳最敏感频率之间的偏差，计算最佳频谱搬移量，这样在步骤3022中对上述胎心音频信号的频谱信号整体搬移的频谱搬移量便可在上述最小频谱搬移量和上述最佳频谱搬移量之间取值，以使搬移后的频谱信号达到兼顾音频播放设备最佳频率响应范围和人耳听觉舒适度的效果。进一步，可以计算上述最小 频谱搬移量和上述最佳频谱搬移量的加权值，将该加权值确定为步骤3022中对上述胎心音频信号的频谱信号整体搬移的频谱搬移量。
进一步，在步骤3022进行频谱搬移之前，还可以先进行频谱谱减降噪处理，即，将步骤3021获取的频谱信号中胎心节拍间隙内的噪声频谱与胎心节拍处的频谱相减，降低输入噪声对胎心音频信号播放音质的影响，提高胎心音频信号的信噪比。
步骤3023、对上述搬移后的频谱信号进行傅里叶逆变换，将傅里叶逆变换后得到的信号作为上述频移处理后的胎心音频信号。
需要说明的是，图3-b所示的频移处理流程仅是一种示意，基于本发明思想，步骤302也可以采用其它频谱搬移方式对获取的上述胎心音频信号进行频移处理，使得频移处理后的胎心音频信号的频率在音频播放设备的频率响应范围内，此处不作限定。
步骤303、输出经上述频移处理后的胎心音频信号，以便通过上述音频播放设备播放经上述频移处理后的胎心音频信号；
本发明实施例中，步骤303可将步骤202频移处理后的胎心音频信号输出至上述音频播放设备进行播放。
进一步，本发明实施例还可以在输出胎心音频信号之前，对步骤302频移处理后的胎心音频信号进行均衡滤波处理，则步骤303具体表现为：输出经上述均衡滤波处理后的胎心音频信号，以便通过音频播放设备播放经上述均衡滤波处理后的胎心音频信号。关于上述均衡滤波处理的说明可以参照图1所示实施例中的描述，此处不再赘述。
需要说明的是，本发明实施例中提及的音频播放设备为用于播放胎心音频信号的设备，该音频播放设备具体可以为集成在具备胎心检测功能的胎儿监护设备(例如胎心监测设备)中的扬声器模块，或者，也可以为其它具备音频信号播放功能的设备(例如手机、平板电脑、音响等)，此处不作限定。并且，在不同时期用于播放胎心音频信号的音频播放设备可能不同，用户可以自主选择或切换用于播放胎心音频信号的音频播放设备。
本发明实施例中的胎心音频信号处理方法可以由胎心音频信号处理装置实现，该胎心音频信号处理装置可以集成在具备胎心检测功能的胎儿监护设备或上述音频播放设备中，此处不作限定。
由上可见，本发明实施例中采用频谱搬移方式对获取的胎心音频信号进行频移处理，能够使得频移处理后的胎心音频信号的频率与原始拾取的胎心音频信号的频率错开，从而可以避免在通过音频播放设备播放胎心音频信号时，因胎心音频信号检测前端拾取到该音频播放设备播放的胎心音频信号而引起的自激啸叫，一方面，达到了改善胎心音频信号在音频播放设备中的播放效果的目的，另一方面，也使得家用胎心检测设备能够更容易地被推广，提高了胎儿监护广泛应用的可能性。进一步，使得频移处理后的胎心音频信号的频率在音频播放设备的频率响应范围内，从而保证了经频移处理后的胎心音频信号能够较好的引起音频播放设备振动膜起振，使得在不降低超声波检测灵敏度和音频播放设备频率响应范围的情况下，进一步达到改善胎心音频信号在音频播放设备中的播放效果的目的。另外，也使得用户通过手机、电脑、普通小音响这类音频播放设备听取胎心音频信号成为可能，进一步提高了胎儿监护广泛应用的 可能性。并且，频谱搬移方式可以将不同信号的有效信号频谱高保真的搬移到音频播放设备的频域响应范围内，消除个体间的差异，使得胎心音频信号声音增强，同时可以降低高频信号干扰。另外，由于胎心音频信号跟语音信号有所不同，胎心音频信号只需要能听取到心跳频率即可，因此，即使采用频谱搬移方式对原始的胎心音频信号的频率进行较大幅度的改变，也不会影响听觉效果。而语音信号一旦频率改变很大的话，可能使得播报的语音信号失真或导致听不清播报的语音信息，影响听觉效果。
实施例四
本发明实施例采用时域倍频和频谱搬移相结合的方式对获取的胎心音频信号进行频移处理，并使得频移处理后的胎心音频信号的频率在音频播放设备的频率响应范围内。请参阅图4-a，本发明实施例中的胎心音频信号处理方法包括：
步骤401、获取胎心音频信号；
具体地，步骤401可以参照图1所示实施例中步骤101的描述，此处不再赘述。
步骤402、采用时域倍频和频谱搬移相结合的方式对获取的上述胎心音频信号进行频移处理，使得频移处理后的胎心音频信号的频率在音频播放设备的频率响应范围内；
可选的，如图4-b所示，步骤402包括：
步骤4021、对获取的上述胎心音频信号分别进行时域倍频处理和傅里叶变换，得到倍频信号和频谱信号；
在步骤4021中，对输入的胎心音频信号(例如步骤401获取的胎心音频信号或经过预处理后的胎心音频信号)进行时频倍频处理，得到倍频信号，具体地，上述对输入的胎心音频信号进行时频倍频处理的过程可以参照图2-a所示实施例中步骤202的频移处理过程，以使得上述倍频信号的频率在上述音频播放设备的频率响应范围内。
并且，在步骤4021中，对输入的胎心音频信号(例如步骤401获取的胎心音频信号或经过预处理后的胎心音频信号)进行傅里叶变换，得到频谱信号。具体地，上述傅里叶变换的过程可以参照已有技术实现，此处不再赘述。
步骤4022、根据上述频谱信号与上述音频播放设备的频率响应范围之间的偏差，将上述频谱信号整体搬移至上述音频播放设备的频率响应范围内，得到频谱搬移信号；
具体地，步骤4022的频谱搬移过程可以参照图3-a所示实施例步骤302中的频谱搬移过程(例如步骤3022)的描述，此处不再赘述。
步骤4023、将上述倍频信号进行傅里叶变换后，与上述频谱搬移信号进行加权叠加，得到叠加合成的信号；
在步骤4023中，将步骤4021得到的倍频信号进行傅里叶变换后，在频域将经傅里叶变换后的倍频信号与步骤4022得到的频谱搬移信号进行加权叠加，得到叠加合成的信号。
步骤4024、对上述叠加合成的信号进行傅里叶逆变换，将傅里叶逆变换后得到的信号作为上述频移处理后的胎心音频信号；
在步骤4024中，对步骤4023得到的信号通过傅里叶逆变换进行润色还原， 使得傅里叶逆变换后得到的信号波形形态更加平滑，进而使得上述频移处理后的胎心音频信号听起来更为流畅。
需要说明的是，图4-b所示的频移处理流程仅是一种示意，基于本发明思想，步骤402也可以采用其它时域倍频和频谱搬移相结合的方式对获取的上述胎心音频信号进行频移处理，使得频移处理后的胎心音频信号的频率在音频播放设备的频率响应范围内，此处不作限定。
步骤403、输出经上述频移处理后的胎心音频信号，以便通过上述音频播放设备播放经上述频移处理后的胎心音频信号；
本发明实施例中，步骤403可将步骤402频移处理后的胎心音频信号输出至上述音频播放设备进行播放。
进一步，本发明实施例还可以在输出胎心音频信号之前，对步骤402频移处理后的胎心音频信号进行均衡滤波处理，则步骤403具体表现为：输出经上述均衡滤波处理后的胎心音频信号，以便通过音频播放设备播放经上述均衡滤波处理后的胎心音频信号。关于上述均衡滤波处理的说明可以参照图1所示实施例中的描述，此处不再赘述。
需要说明的是，本发明实施例中提及的音频播放设备为用于播放胎心音频信号的设备，该音频播放设备具体可以为集成在具备胎心检测功能的胎儿监护设备(例如胎心监测设备)中的扬声器模块，或者，也可以为其它具备音频信号播放功能的设备(例如手机、平板电脑、音响等)，此处不作限定。并且，在不同时期用于播放胎心音频信号的音频播放设备可能不同，用户可以自主选择或切换用于播放胎心音频信号的音频播放设备。
本发明实施例中的胎心音频信号处理方法可以由胎心音频信号处理装置实现，该胎心音频信号处理装置可以集成在具备胎心检测功能的胎儿监护设备或上述音频播放设备中，此处不作限定
由上可见，本发明实施例中采用时域倍频和频谱搬移相结合的方式对获取的胎心音频信号进行频移处理，能够使得频移处理后的胎心音频信号的频率与原始拾取的胎心音频信号的频率错开，从而可以避免在通过音频播放设备播放胎心音频信号时，因胎心音频信号检测前端拾取到该音频播放设备播放的胎心音频信号而引起的自激啸叫，一方面，达到了改善胎心音频信号在音频播放设备中的播放效果的目的，另一方面，也使得家用胎心检测设备能够更容易地被推广，提高了胎儿监护广泛应用的可能性。进一步，使得频移处理后的胎心音频信号的频率在音频播放设备的频率响应范围内，从而保证了经频移处理后的胎心音频信号能够较好的引起音频播放设备振动膜起振，使得在不降低超声波检测灵敏度和音频播放设备频率响应范围的情况下，进一步达到改善胎心音频信号在音频播放设备中的播放效果的目的。另外，也使得用户通过手机、电脑、普通小音响这类音频播放设备听取胎心音频信号成为可能，进一步提高了胎儿监护广泛应用的可能性。并且，采用时域倍频和频谱搬移相结合的方式可以使得胎心音频信号声音更为饱满和自然。另外，由于胎心音频信号跟语音信号有所不同，胎心音频信号只需要能听取到心跳频率即可，因此，即使采用时域倍频和频谱搬移相结合的方式对原始的胎心音频信号的频率进行较大幅度的改变，也不会影响听觉效果。而语音信号一旦频率改变很大的话，可能使得播报的语音信号失真或导致听不清播报的语音信息，影响听觉效果。
实施例五
本发明实施例提供一种胎心音频信号处理装置，请参阅图5，本发明实施例中的胎心音频信号处理装置500，包括：
获取单元501，用于获取胎心音频信号；
频移处理单元502，用于对获取单元501获取的上述胎心音频信号进行频移处理；
输出单元503，用于输出经频移处理单元502处理后的胎心音频信号，以便通过音频播放设备播放经频移处理单元502处理后的胎心音频信号。
可选的，频移处理单元502具体用于：对获取单元501获取的胎心音频信号进行频移处理，使得频移处理后的胎心音频信号的频率在上述音频播放设备的频率响应范围和/或人耳听觉舒适度的频率范围内。
可选的，频移处理单元502由时域倍频单元或频谱搬移单元或倍频搬移单元构建；
上述时域倍频单元用于：采用时域倍频方式对获取单元501获取的胎心音频信号进行频移处理。
在一种应用场景中，上述时域倍频单元具体用于：采用全波重复的时域倍频方式对获取单元501获取的胎心音频信号进行频移处理，或者采用半波重复的时域倍频方式对获取单元501获取的胎心音频信号进行频移处理。其中，上述半波重复具体可以为半波反向重复或半波正向重复。
在另一种应用场景中，上述时域倍频单具体可包括：中心频率检测单元，用于检测获取单元501获取的胎心音频信号的中心频率；计算单元，用于根据 上述中心频率检测单元检测出的上述中心频率与上述音频播放设备的最佳频率响应范围下限之间的偏差大小，计算出最小倍频次数；子倍频处理单元，用于根据上述计算单元计算出的上述最小倍频次数对上述获取单元获取的胎心音频信号进行倍频处理。
上述频谱搬移单元用于：采用频谱搬移方式对获取单元501获取的胎心音频信号进行频移处理。具体的，上述频谱搬移单元包括：傅里叶变换单元，用于对获取单元501获取的胎心音频信号进行傅里叶变换，得到上述胎心音频信号的频谱信号；频谱信号搬移单元，用于根据上述胎心音频信号的频谱信号与上述音频播放设备的频率响应范围之间的偏差，将上述胎心音频信号的频谱信号整体搬移至上述音频播放设备的频率响应范围内，得到搬移后的频谱信号；傅里叶逆变换单元，用于对上述搬移后的频谱信号进行傅里叶逆变换，将傅里叶逆变换后得到的信号作为上述频谱搬移单元的输出信号。
上述倍频搬移单元用于：采用时域倍频和频谱搬移相结合的方式对获取单元501获取的上述胎心音频信号进行频移处理。具体的，上述倍频搬移单元包括：倍频处理单元、傅里叶变换单元、频谱信号搬移单元、合成单元和傅里叶逆变换单元。上述倍频处理单元用于对获取单元501获取的上述胎心音频信号进行时域倍频处理，得到倍频信号，其中，上述倍频信号的频率在上述音频播放设备的频率响应范围内。上述傅里叶变换单元用于：对获取单元501获取的上述胎心音频信号进行傅里叶变换，得到上述胎心音频信号的频谱信号；对上述倍频处理单元处理得到的上述倍频信号进行傅里叶变换，得到频域内的倍频信号。上述频谱信号搬移单元用于根据上述胎心音频信号的频谱信号与上述音 频播放设备的频率响应范围之间的偏差，将上述胎心音频信号的频谱信号整体搬移至上述音频播放设备的频率响应范围内，得到搬移后的频谱信号。上述合成单元用于将上述频域内的倍频信号与上述搬移后的频谱信号进行加权叠加，得到叠加合成的信号。上述傅里叶逆变换单元用于对上述合成单元叠加合成的信号进行傅里叶逆变换，将傅里叶逆变换后得到的信号作为上述倍频搬移单元的输出信号。
可选的，本发明实施例中的胎心音频信号处理装置还包括：
均衡滤波处理单元，用于经频移处理单元502频移处理后的胎心音频信号进行均衡滤波处理；输出单元503具体用于：输出经所述均衡滤波处理单元处理后的胎心音频信号，以便通过音频播放设备播放经所述均衡滤波单元处理后的胎心音频信号。以下对上述均衡滤波单元的处理进行说明。
根据人耳对声音的敏感程度，普通大众的人耳耳腔的谐振频率是1KHz-4KHz(“KHz”表示千赫兹，“Hz”表示赫兹)，同时人耳对声音的感知主要通过信号中各频谱分量幅值获取，对各分量的相位不敏感。20-60Hz这段频率影响声音的空间感，60-100Hz这段频率影响声音的浑厚感，100-150Hz这段频率影响声音的丰满度，150-300Hz这段频率影响声音的力度，300-500Hz这段频率影响声音厚度和力度，500-1000Hz这段频率影响声音的整体感，但是800Hz是一个“危险频率”。1KHz-2KHz这段频率范围通透感明显，顺畅感强，2KHz-3KHz这段频率是影响声音的明亮度。上述均衡滤波处理单元的处理过程即为根据人耳对不同频率声音的敏感程度不用而选择不同的预加重滤波器进行级联滤波的过程。
为了更加灵活地调节不同频率分量的信号强度，可以通过多个预加重滤波器级联方式实现上述均衡滤波处理。首先，参考人耳对不同频段内信号的敏感程度不同，对频移处理后的信号频率进行分段，然后设计多个预加重滤波器分别对不同频率段内的信号进行非线性增强或者抑制，最后将这些预加重滤波器进行级联，实现对整个频段内的信号调节。通过上述均衡滤波处理单元的处理，可以针对不同频段的信号使用不同性能的预加重滤波器，以实现对不同频段的信号采用不同的抑制或者增强。例如，可以使胎心音频信号的低频分量被稍微抑制一些，防止出现低频共振声，而高频分量被抑制得相对较多一些，防止声音过于僵硬和呆板，同时中低频分量相对于中高频分量被增强的力度大一些，增加胎心音频信号的声音力度感和厚重感，使胎心音频信号听起来更加的清晰自然。具体地，上述预加重滤波器可以选用IIR形式的二阶预加重滤波器，该二阶预加重滤波器的差分方程为：y(n)＝x(n)-a0x(n-1)-a1x(n-2)+by(n-1)，其中，y(n)为输出序列，x(n)为输入序列，a0、a1和b为预加重系数(也即滤波器系数)。由该差分方程可看出，该二阶预加重滤波器的输出不仅与输入有关，而且与过去的输出有关。优选地，当需要对胎心音频信号的中频成分增强时，预加重滤波器参数特征要求a0为正、a1为负，b为正。
需要说明的是，本发明实施例中提及的音频播放设备为用于播放胎心音频信号的设备，该音频播放设备具体可以为集成在具备胎心检测功能的胎儿监护设备(例如胎心监测设备)中的扬声器模块，或者，也可以为其它具备音频信号播放功能的设备(例如手机、平板电脑、音响等)，此处不作限定。并且，在不同时期用于播放胎心音频信号的音频播放设备可能不同，用户可以自主选 择或切换用于播放胎心音频信号的音频播放设备。
需要说明的是，本发明实施例中的胎心音频信号处理装置具体可集成在具备胎心检测功能的胎儿监护设备或上述音频播放设备中，此处不作限定。该胎心音频信号处理装置可以用于实现上述实施例一、实施例二、实施例三或实施例四中的全部技术方案，其各个功能模块的功能可以根据上述实施例一、实施例二、实施例三或实施例四中的方法具体实现，其具体实现过程可参照上述实施例中的相关描述，此处不再赘述。
由上可见，本发明实施例中的胎心音频信号处理装置通过胎心音频信号处理装置对获取的胎心音频信号进行频移处理，能够使得频移处理后的胎心音频信号的频率与原始拾取的胎心音频信号的频率错开，从而可以避免在通过音频播放设备播放胎心音频信号时，因胎心音频信号检测前端拾取到该音频播放设备播放的胎心音频信号而引起的自激啸叫，一方面，达到了改善胎心音频信号在音频播放设备中的播放效果的目的，另一方面，也使得家用胎心检测设备能够更容易地被推广，提高了胎儿监护广泛应用的可能性。另外，由于胎心音频信号跟语音信号有所不同，胎心音频信号只需要能听取到心跳频率即可，因此，即使本发明实施例中的胎心音频信号处理装置对原始的胎心音频信号的频率进行较大幅度的改变，也不会影响听觉效果。而语音信号一旦频率改变很大的话，可能使得播报的语音信号失真或导致听不清播报的语音信息，影响听觉效果。
需要说明的是，在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅 是示意性的，例如，上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
以上为对本发明所提供的一种胎心音频信号处理方法和装置的描述，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (12)
1.一种胎心音频信号处理方法，其特征在于，包括：
获取胎心音频信号；
采用时域倍频方式对获取的所述胎心音频信号进行频移处理，使得频移处理后的胎心音频信号的频率与获取的所述胎心音频信号的频率错开且在所述音频播放设备的频率响应范围；所述采用时域倍频方式对获取的所述胎心音频信号进行频移处理包括：采用半波重复的时域倍频方式对获取的所述胎心音频信号进行频移处理；
输出经所述频移处理后的胎心音频信号，以便通过音频播放设备播放经所述频移处理后的胎心音频信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对获取的所述胎心音频信号进行频移处理，具体为：对获取的所述胎心音频信号进行频移处理，使得频移处理后的胎心音频信号的频率在所述音频播放设备的频率响应范围和/或人耳听觉舒适度的频率范围内。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述对获取的所述胎心音频信号进行频移处理包括：
采用频谱搬移方式对获取的所述胎心音频信号进行频移处理；
或者，
采用时域倍频和频谱搬移相结合的方式对获取的所述胎心音频信号进行频移处理。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述采用时域倍频方式对获取的所述胎心音频信号进行频移处理包括：采用全波重复的时域倍频方式对获取的所述胎心音频信号进行频移处理。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述采用频谱搬移方式对获取的所述胎心音频信号进行频移处理，包括：
对获取的所述胎心音频信号进行傅里叶变换，得到所述胎心音频信号的频谱信号；
根据所述胎心音频信号的频谱信号与所述音频播放设备的频率响应范围之间的偏差，将所述胎心音频信号的频谱信号整体搬移至所述音频播放设备的频率响应范围内，得到搬移后的频谱信号；
对所述搬移后的频谱信号进行傅里叶逆变换，将傅里叶逆变换后得到的信号作为所述频移处理后的胎心音频信号。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述采用时域倍频和频谱搬移相结合的方式对获取的所述胎心音频信号进行频移处理，包括：
对获取的所述胎心音频信号分别进行时域倍频处理和傅里叶变换，得到倍频信号和频谱信号，其中，所述倍频信号的频率在所述音频播放设备的频率响应范围内；
根据所述频谱信号与所述音频播放设备的频率响应范围之间的偏差，将所述频谱信号整体搬移至所述音频播放设备的频率响应范围内，得到频谱搬移信号；
将所述倍频信号进行傅里叶变换后，与所述频谱搬移信号进行加权叠加，得到叠加合成的信号；
对所述叠加合成的信号进行傅里叶逆变换，将傅里叶逆变换后得到的信号作为所述频移处理后的胎心音频信号。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述对获取的所述胎心音频信号进行频移处理，之后还包括：
对经所述频移处理后的胎心音频信号进行均衡滤波处理；
所述输出经所述频移处理后的胎心音频信号，以便通过音频播放设备播放经所述频移处理后的胎心音频信号，具体为：
输出经所述均衡滤波处理后的胎心音频信号，以便通过音频播放设备播放经所述均衡滤波处理后的胎心音频信号。
8.一种胎心音频信号处理装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取胎心音频信号；
频移处理单元，用于对所述获取单元获取的胎心音频信号进行频移处理，使得频移处理后的胎心音频信号的频率与获取的所述胎心音频信号的频率错开且在所述音频播放设备的频率响应范围；所述频移处理单元由时域倍频单元构建；所述时域倍频单元用于：采用时域倍频方式对所述获取单元获取的胎心音频信号进行频移处理，包括：采用半波重复的时域倍频方式对获取的所述胎心音频信号进行频移处理；
输出单元，用于输出经所述频移处理单元频移处理后的胎心音频信号，以便通过音频播放设备播放经所述频移处理单元处理后的胎心音频信号。
9.根据权利要求8所述的胎心音频信号处理装置，其特征在于，所述频移处理单元具体用于：对所述获取单元获取的胎心音频信号进行频移处理，使得频移处理后的胎心音频信号的频率在所述音频播放设备的频率响应范围和/或人耳听觉舒适度的频率范围内。
10.根据权利要求8或9所述的胎心音频信号处理装置，其特征在于，所述频移处理单元由频谱搬移单元或倍频搬移单元构建；
所述频谱搬移单元用于：采用频谱搬移方式对所述获取单元获取的胎心音频信号进行频移处理；
所述倍频搬移单元用于：采用时域倍频和频谱搬移相结合的方式对所述获取单元获取的胎心音频信号进行频移处理。
11.根据权利要求10所述的胎心音频信号处理装置，其特征在于，所述倍频搬移单元包括：
倍频处理单元，用于：对所述获取单元获取的所述胎心音频信号进行时域倍频处理，得到倍频信号，其中，所述倍频信号的频率在所述音频播放设备的频率响应范围内；
傅里叶变换单元，用于：对所述获取单元获取的胎心音频信号进行傅里叶变换，得到所述胎心音频信号的频谱信号；对所述倍频处理单元处理得到的所述倍频信号进行傅里叶变换，得到频域内的倍频信号；
频谱信号搬移单元，用于根据所述胎心音频信号的频谱信号与所述音频播放设备的频率响应范围之间的偏差，将所述胎心音频信号的频谱信号整体搬移至所述音频播放设备的频率响应范围内，得到搬移后的频谱信号；
合成单元，用于将所述频域内的倍频信号与所述搬移后的频谱信号进行加权叠加，得到叠加合成的信号；
傅里叶逆变换单元，用于：对所述合成单元叠加合成的信号进行傅里叶逆变换，将傅里叶逆变换后得到的信号作为所述倍频搬移单元的输出信号。
12.根据权利要求8或9所述的胎心音频信号处理装置，其特征在于，所述胎心音频信号处理装置还包括：
均衡滤波处理单元，用于经所述频移处理单元频移处理后的胎心音频信号进行均衡滤波处理；
所述输出单元具体用于：输出经所述均衡滤波处理单元处理后的胎心音频信号，以便通过音频播放设备播放经所述均衡滤波单元处理后的胎心音频信号。
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