CN106419954A - 一种适用于听诊器的振动还原方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种适用于听诊器的振动还原方法，包括以下步骤：a、采集听诊的振动音频并转换为音频信号；b、将所述音频信号经信号处理还原为振动信号，所述振动信号通过振子实现振动还原，这样，听诊器将采集的振动音频从数字化信号经转换回归为更为清晰的振动信号，实现振膜振动音频采集、数字音频电信号转换、振动原始信号还原的方式，将听诊效果最大程度的还原为原始振膜振动信号，让使用者能够得到与传统物理医用听诊器使用感受最为接近的振动效果，干扰更小，更符合医务人员的使用习惯，医务人员可以直接依据原有听诊体系做出判断，更利于有效诊断。

Description

一种适用于听诊器的振动还原方法
技术领域
本发明涉及听诊器的技术领域，尤其是一种适用于听诊器的振动还原方法。
背景技术
医用电子听诊器一般由装有微型拾音器的探音头、能将电信号转换为声信号的耳塞和一个由电子元件构成的放大器串接而成，它能实时探听人体脏器音，并且可以通过音频信号放大电路将探听到人体脏器音信号放大，使得轻微的生理性和病理性声音较传统物理听诊器音强更强。
但现有的医用电子听诊器通过拾音器采集之后形成数字化音频，无法有效还原原始振动信号的细节，通过耳机进行音频回放时，音频信号与原始信号对比失真严重，不利于医生的有效判断。
发明内容
为了解决现有电子听诊器存在失真严重的技术问题，本发明提供的一种适用于听诊器的振动还原方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种适用于听诊器的振动还原方法，包括以下步骤：
a、采集听诊的振动音频并转换为音频信号；
b、将所述音频信号经信号处理还原为振动信号，所述振动信号通过振子实现振动还原。
将音频信号还原为物理振动的模式，这样更接近于传统物理听诊器效果，干扰更小，更利于有效诊断。
具体的，所述步骤b中，信号处理过程包括在人体密度下音频信号的波形再造以及将经波形再造产生的波形信号还原为振动信号，即音频信号依次转化为波形信号和振动信号，其中，振动信号为用于驱动振子振动的频率信号。
优选的，所述步骤b中，在进行波形再造前，音频信号通过函数换算：将声波在空气密度中传播的速率及频率换算为在人体密度中传播的速率及频率，由于音频信号是基于声波在空气中的传播而采集的，通过换算转换为声波在人体密度中传播的速率及频率，这样，减少音频的失真。
优选的，所述步骤b中，波形再造过程为将声波在人体密度中传播的速率和频率转换为波形信号。
具体的，所述步骤a中，通过两个不同点位的音频采集器同步收集听诊器振膜处产生的心肺脏器振动音频以及环境噪音，通过DSP的函数处理产生声学反相波谱抵消噪声波谱，以获取降噪后的音频信号，这样在算法上进行积分修约达到降低93%以上的背景噪声干扰的目的。
优选的，所述降噪后的音频信号再经过CODEC与DSP进行电信号处理。
优选的，所述听诊器通过无线方式将振动信号传输至振子，振子以振动形式传递至人体骨骼及听觉系统，即音频采集端与回放端分离，使得设备更便于携带，使用更方便。
优选的，所述振子为头戴式振动还原终端，所述振子内置的振动膜振动频率为波形信号的频率。
本发明的有益效果：将采集的振动音频从数字化信号经转换回归为更为清晰的振动信号，实现振膜振动音频采集、数字音频电信号转换、振动原始信号还原的方式，将听诊效果最大程度的还原为原始振膜振动信号，让使用者能够得到与传统物理医用听诊器使用感受最为接近的振动效果，干扰更小，更符合医务人员的使用习惯，医务人员可以直接依据原有听诊体系做出判断，更利于有效诊断。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
图1是本发明的步骤流程图；
图2是本发明中实施例的步骤流程图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
参见图1所示，一种适用于听诊器的振动还原方法，包括以下步骤：
a、采集听诊的振动音频并转换为音频信号；
b、将所述音频信号经信号处理还原为振动信号，所述振动信号通过振子实现振动还原。
其中，步骤b中，信号处理过程包括有两个步骤，分别为在人体密度下音频信号的波形再造以及将经波形再造产生的波形信号还原为振动信号，即音频信号依次转化为波形信号和振动信号，其中，振动信号为用于驱动振子振动的频率信号。
在波形再造前，音频信号通过函数换算进行转换，具体为，将声波在空气密度中传播的速率及频率换算为在人体密度中传播的速率及频率，由于声波在空气中与在人体中的传播速率及频率不一致，而音频信号是基于声波在空气中的传播而采集的，因此，通过换算转换为声波在人体密度中传播的速率及频率，这样，减少音频的失真。
音频信号经函数换算后，得到声波在人体密度中传播的速率及频率，这样，便可将声波在人体密度中传播的速率和频率转换为波形信号，具体为，由声波的速率和频率可得出声波的波长，根据声波的波长与频率便可得到波形信号。
基于上述的振动还原方法，听诊器将采集的振动音频从数字化信号经转换回归为更为清晰的振动信号，实现振膜振动音频采集、数字音频电信号转换、振动原始信号还原的方式，将听诊效果最大程度的还原为原始振膜振动信号，让使用者能够得到与传统物理医用听诊器使用感受最为接近的振动效果，更利于有效诊断。
为了降低环境噪音对振动还原的影响，在步骤a中，利用两个不同点位的音频采集器，线性同步收集听诊器振膜处产生的心肺脏器振动音频以及环境噪音，通过DSP的函数处理产生声学反相波谱抵消噪声波谱，以获取降噪后的音频信号，这样在算法上进行积分修约达到降低93%以上的环境噪音的干扰，还有，利用基频缺失(missing fundamental)的音质换算原理改善低音目标频率的重现效率，将降噪后的音频信号再经过CODEC与DSP进行电信号处理，这样降噪后的音频信号结合信号处理，大大降低环境噪音的干扰。
本实施例中，听诊器通过无线方式将振动信号传输至振子，其中，振子为头戴式振动还原终端，振子内置的振动膜振动频率为波形信号的频率，振子以振动形式传递至人体骨骼及听觉系统，即音频采集端与回放端分离，使得设备更便于携带，使用更方便。
该实施例中采用的听诊器集成蓝牙模块及WIFI模块，通过蓝牙与振子连接，并可以通过手机app连接接收并传输音频信号数据至远程终端，音频信号可以采用音频播放或振动还原形式还原出来，也便于保存，可以回放、放大及重现，例如：可通过电子邮件、APP或远程交互软件将其发送给心脏病专家来实现远程诊断，确认诊断结果，便于随时随地的共享、整合保存电子病历。这样，通过网络技术可以实现数据的远程实时的云端共享，在本地及远程的多个终端上同步重现出来，可以实现真正意义上的远程诊断功能。
参见图2所示，以下通过实施例的具体步骤对本发明作进一步说明：
步骤a包括：
步骤a01，利用两个不同点位的音频采集器同步收集听诊器振膜处产生的心肺脏器振动音频以及环境噪音，通过DSP的函数处理产生声学反相波谱抵消噪声波谱，以获取降噪后的音频信号；
步骤a02，将降噪后的音频信号再经过CODEC与DSP进行电信号处理；
步骤b包括：
步骤b01，将声波在空气密度中传播的速率及频率换算为在人体密度中传播的速率及频率；
步骤b02，在人体密度下音频信号的波形再造，将声波在人体密度中传播的速率和频率转换为波形信号；
步骤b03，将经波形再造产生的波形信号还原为振动信号，振动信号的振动频率为波形信号的频率；
步骤b04，振子以振动形式传递至人体骨骼及听觉系统，实现振动还原。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式的结构，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种适用于听诊器的振动还原方法，其特征在于包括以下步骤：
a、采集听诊的振动音频并转换为音频信号；
b、将所述音频信号经信号处理还原为振动信号，所述振动信号通过振子实现振动还原。
2.根据权利要求1所述的适用于听诊器的振动还原方法，其特征在于：所述步骤b中，信号处理过程包括在人体密度下音频信号的波形再造以及将经波形再造产生的波形信号还原为振动信号。
3.根据权利要求2所述的适用于听诊器的振动还原方法，其特征在于：所述步骤b中，在进行波形再造前，音频信号通过函数换算：将声波在空气密度中传播的速率及频率换算为在人体密度中传播的速率及频率。
4.根据权利要求3所述的适用于听诊器的振动还原方法，其特征在于：所述步骤b中，波形再造过程为将声波在人体密度中传播的速率和频率转换为波形信号。
5.根据权利要求1-3任一所述的适用于听诊器的振动还原方法，其特征在于：所述步骤a中，通过两个不同点位的音频采集器同步收集听诊器振膜处产生的心肺脏器振动音频以及环境噪音，通过DSP的函数处理产生声学反相波谱抵消噪声波谱，以获取降噪后的音频信号。
6.根据权利要求5所述的适用于听诊器的振动还原方法，其特征在于：所述降噪后的音频信号再经过CODEC与DSP进行电信号处理。
7.根据权利要求5所述的适用于听诊器的振动还原方法，其特征在于：所述听诊器通过无线方式将振动信号传输至振子，振子以振动形式传递至人体骨骼及听觉系统。
8.根据权利要求7所述的适用于听诊器的振动还原方法，其特征在于：所述振子为头戴式振动还原终端，所述振子内置的振动膜振动频率为波形信号的频率。
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