CN112336370B - 胎心音处理方法、装置、医疗设备及计算机存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种胎心音处理方法、装置、医疗设备及计算机存储介质，所述胎心音处理方法包括：采集胎心音信号数据；分析所述胎心音信号数据，获得胎心音节拍信号，并根据所述胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据；播放所述目标胎心音数据。本发明解决胎心音监护设备的信号监护质量低下，无法保障信号的有效性和准确性的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种胎心音处理方法、装置、医疗设备及计算机存储介质。
背景技术
胎心音监护设备在监护过程中，往往会出现超声波频率偏移，而目前解析胎心音信号的设备要么体积尺寸较大，便携性差；要么信号还原效果差，导致信号失真，失去监护参考性；要么容易产生干扰音，使得胎心音的监测效果更加杂乱，严重降低了胎心音信号的监护质量。
因此，如何提高胎心音监护设备的信号监护质量，保障信号有效性和准确性，是当前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种胎心音处理方法、装置、医疗设备及计算机存储介质，旨在解决胎心音监护设备的信号监护质量低下，无法保障信号的有效性和准确性的技术问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种胎心音处理方法，所述胎心音处理方法包括：
采集胎心音信号数据；
分析所述胎心音信号数据，获得胎心音节拍信号，并根据所述胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据；
播放所述目标胎心音数据。
可选地，所述分析所述胎心音信号数据，获得胎心音节拍信号，并根据所述胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据的步骤包括：
对所述胎心音信号数据进行信号滤波处理，并对经过信号滤波处理的胎心音信号数据进行数据特征分析，以获取胎心音包络信号；
根据预设高阈值线和预设低阈值线，对所述胎心音包络信号进行阈值筛选处理，以获得胎心音节拍信号；
获取音效关联参数，并根据所述音效关联参数和所述胎心音节拍信号进行参数初始化配置，以获取配置参数；
根据所述配置参数对胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据。
可选地，所述根据所述配置参数对胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据的步骤之后还包括：
对所述目标胎心数据进行幅值非线性拉伸处理，以获得胎心音增强信号；
获取所述胎心音增强信号的统计特征信息和胎心音信号质量信息；
根据所述统计特征信息和所述胎心音信号质量信息对所述胎心音增强信号进行线性比例放大处理，以获取放大胎心音数据，并将所述放大胎心音数据确认为目标胎心音数据。
可选地，所述根据所述胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据的步骤包括：
对所述胎心音节拍信号进行时域长度压缩处理，以获得第一胎心音节拍信号；
对所述第一胎心音节拍信号进行长度拼接处理，以获得目标胎心音数据。
可选地，所述根据所述胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据的步骤包括：
对所述胎心音节拍信号进行信号群延时处理，以获得第二胎心音节拍信号；
对所述第二胎心音节拍信号进行谐波处理，以获得目标胎心音数据。
可选地，所述根据所述胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据的步骤包括：
根据预设长度对所述胎心音节拍信号进行分帧处理，以获得单帧信号；
对所述单帧信号进行低通滤波处理，并对经过低通滤波处理的单帧信号进行时间轴延伸处理，以获得多个单帧信号；
将所述多个单帧信号进行拼接处理，以获得变调胎心音节拍信号；
对所述变调胎心音节拍信号进行带通滤波处理，以获得目标胎心音数据。
可选地，所述根据所述胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据的步骤包括：
将所述胎心音节拍信号切换为频域胎心音节拍信号，并计算所述频域胎心音节拍信号的第一功率谱，并根据预设信号频率范围计算频带功率谱；
根据所述频带功率谱计算扩展临界带能量，并根据所述扩展临界带能量计算相对掩蔽阈值和绝对掩蔽阈值；
根据预设噪声功率谱估计函数、所述相对掩蔽阈值、所述绝对掩蔽阈值和所述第一功率谱，计算所述频域胎心音节拍信号的第二功率谱；
将所述第二功率谱的频域胎心音节拍信号切换为时域胎心音节拍信号，并将所述时域胎心音节拍信号确认为目标胎心音数据。
本发明还提供一种胎心音处理装置，所述胎心音处理装置包括：
采集模块，用于采集胎心音信号数据；
特征模块，用于分析所述胎心音信号数据，获得胎心音节拍信号，并根据所述胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据；
播放模块，用于播放所述目标胎心音数据。
可选地，所述特征模块包括：
特征单元，用于对所述胎心音信号数据进行信号滤波处理，并对经过信号滤波处理的胎心音信号数据进行数据特征分析，以获取胎心音包络信号；
提取单元，用于根据预设高阈值线和预设低阈值线，对所述胎心音包络信号进行阈值筛选处理，以获得胎心音节拍信号；
配置单元，用于获取音效关联参数，并根据所述音效关联参数和所述胎心音节拍信号进行参数初始化配置，以获取配置参数；
处理单元，用于根据所述配置参数对胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据。
可选地，所述特征模块还包括：
增强单元，用于对所述目标胎心数据进行幅值非线性拉伸处理，以获得胎心音增强信号；
获取单元，用于获取所述胎心音增强信号的统计特征信息和胎心音信号质量信息；
放大单元，用于根据所述统计特征信息和所述胎心音信号质量信息对所述胎心音增强信号进行线性比例放大处理，以获取放大胎心音数据，并将所述放大胎心音数据确认为目标胎心音数据。
可选地，所述特征模块包括：
压缩单元，用于对所述胎心音节拍信号进行时域长度压缩处理，以获得第一胎心音节拍信号；
拼接单元，用于对所述第一胎心音节拍信号进行长度拼接处理，以获得目标胎心音数据。
可选地，所述特征模块包括：
延时单元，用于对所述胎心音节拍信号进行信号群延时处理，以获得第二胎心音节拍信号；
谐波单元，用于对所述第二胎心音节拍信号进行谐波处理，以获得目标胎心音数据。
可选地，所述特征模块包括：
分帧单元，用于根据预设长度对所述胎心音节拍信号进行分帧处理，以获得单帧信号；
低通滤波单元，用于对所述单帧信号进行低通滤波处理，并对经过低通滤波处理的单帧信号进行时间轴延伸处理，以获得多个单帧信号；
变调单元，用于将所述多个单帧信号进行拼接处理，以获得变调胎心音节拍信号；
带通滤波单元，用于对所述变调胎心音节拍信号进行带通滤波处理，以获得目标胎心音数据。
可选地，所述特征模块包括：
功率谱单元，用于将所述胎心音节拍信号切换为频域胎心音节拍信号，并计算所述频域胎心音节拍信号的第一功率谱，并根据预设信号频率范围计算频带功率谱；
第一计算单元，用于根据所述频带功率谱计算扩展临界带能量，并根据所述扩展临界带能量计算相对掩蔽阈值和绝对掩蔽阈值；
第二计算单元，用于根据预设噪声功率谱估计函数、所述相对掩蔽阈值、所述绝对掩蔽阈值和所述第一功率谱，计算所述频域胎心音节拍信号的第二功率谱；
确认单元，用于将所述第二功率谱的频域胎心音节拍信号切换为时域胎心音节拍信号，并将所述时域胎心音节拍信号确认为目标胎心音数据。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种医疗设备，所述医疗设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的胎心音处理程序，其中：
所述胎心音处理程序被所述处理器执行时实现如上所述的胎心音处理方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提供计算机存储介质；
所述计算机存储介质上存储有胎心音处理程序，所述胎心音处理程序被处理器执行时实现如上述的胎心音处理方法的步骤。
本发明采集胎心音信号数据；分析所述胎心音信号数据，获得胎心音节拍信号，并根据所述胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据；播放所述目标胎心音数据。本发明通过频域特征处理，还原了胎心音信号的原始数据，保证了信号数据的真实性，为用户提供了可靠的信号数据参考性，并且剔除了胎心音信号中的干扰信号，保证胎心音信号不受无关信号的影响，使得监测效果更加稳定，解决了胎心音监护设备的信号监护质量低下，无法保障信号的有效性和准确性的技术问题，大大提升胎心音信号的监护质量，保障了信号的有效性和准确性。
附图说明
图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的设备结构示意图；
图2为本发明胎心音处理方法一实施例的流程示意图；
图3为本发明胎心音处理装置的装置示意图；
图4为本发明采集的初始胎心音信号的示意图；
图5为本发明经过频域特征处理后输出的胎心音信号的示意图；
图6为本发明初始胎心音信号和经过频域特征处理后输出的胎心音信号的信号频谱图。
本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例方案的主要思路是：采集胎心音信号数据；分析所述胎心音信号数据，获得胎心音节拍信号，并根据所述胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据；播放所述目标胎心音数据。本发明通过频域特征处理，还原了胎心音信号的原始数据，保证了信号数据的真实性，为用户提供了可靠的信号数据参考性，并且剔除了胎心音信号中的干扰信号，保证胎心音信号不受无关信号的影响，使得监测效果更加稳定，解决了胎心音监护设备的信号监护质量低下，无法保障信号的有效性和准确性的技术问题，大大提升胎心音信号的监护质量，保障了信号的有效性和准确性。
本发明实施例考虑到，由于现有技术中，解析胎心音信号的设备要么体积尺寸较大，便携性差；要么由于信号低音上移造成还原效果差，导致信号失真，失去监护参考性；要么容易产生干扰音，使得胎心音的监测效果更加杂乱，严重降低了胎心音信号的监护质量。
本发明提供一种解决方案，可以通过频域特征处理，还原了胎心音信号的原始数据，保证了信号数据的真实性，为用户提供了可靠的信号数据参考性，并且剔除了胎心音信号中的干扰信号，保证胎心音信号不受无关信号的影响，使得监测效果更加稳定，解决了胎心音监护设备的信号监护质量低下，无法保障信号的有效性和准确性的技术问题，大大提升胎心音信号的监护质量，保障了信号的有效性和准确性。
如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的设备结构示意图。
本发明实施例医疗设备可以是便携式医疗设备或小型胎心音监护设备。
如图1所示，该医疗设备可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的设备结构并不构成对设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及胎心音处理程序。
在图1所示的设备中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的胎心音处理程序，并执行下述胎心音处理方法各个实施例中的操作。
参照图3，图3为本发明胎心音处理装置的实体示意图，包括：胎心音信号采集及传输单元201，主要完成胎心音信号的采集和传输；胎心音信号数据处理单元202，主要通过对胎心音信号的部分特征的改变来达到提升胎心音听觉质量的目的；胎心音播放单元203，主要完成胎心音信号的播放；
其中所述胎心音信号数据处理单元202包括：胎心音信号预处理单元2021，主要完成胎心音信号数据的预处理，去除干扰信号，获得相对更加纯净的胎心音信号；胎心音信号特征信息分析单元2022，主要用于获取胎心音节拍信号的特征信息以及对胎心音节拍信号标记起止位置及持续时间等；胎心音信号参数配置单元2023，主要用于根据所选择的播放音效的不同，完成不同的相关参数的初始化配置，并将配置参数传入下一单元，以实现多种胎心音播放音效的选择；胎心音信号特征改变单元2024，主要改变胎心音信号的部分特征信息，通过对胎心音信号或者胎心音节拍信号的部分特征信息的改变，改善胎心音低频信号播放不佳的问题，同时丰富胎心音信号的音色，提升最终的胎心音播放质量；胎心音信号幅值非线性拉伸单元2025，主要用于增强胎心音节拍信号与胎心音非节拍信号之间的幅值比，用以增强胎心音节拍信号的节奏感；以及胎心音信号自适应增益控制单元2026，主要用于根据实时获取的胎心音信号完成对胎心音信号的自适应增益调节，实现胎心音幅度值随胎心音信号质量的变化而变化。。
以下为本发明一个可具体实施的发明过程：胎心音信号数据采集单元201实时采集胎心音信号数据并通过无线传输送入到手机或者平板等便携式医疗设备，在手机或者平板等便携式医疗设备相应的胎监软件中，当获取到相应的胎心音信号数据，胎心音信号数据预处理单元202对信号进行处理，首先信号给送入到2021单元，进行胎心音信号的预处理，之后进行胎心音信号特征信息分析2022，在胎心音播放音效选择单元2023依据播放音效选项完成对相关参数的初始化配置，之后将配置参数、分析得到的胎心音特征信息及胎心音信号送入胎心音信号特征改变单元2024，完成胎心音信号部分特征信息改变的数据处理过程。之后将改变特征信息的胎心音信号送入到胎心音幅值非线性拉伸单元2025，增强胎心音节拍信号与非节拍信号的幅值比。将改变幅值比后得到的胎心音信号送入胎心音信号自适应增益控制单元2026，最后将经过增益调整后的信号送入播放单元203，完成对胎心音信号的处理和播放。
基于上述硬件结构，提出本发明胎心音处理方法实施例。
本发明提供一种胎心音处理方法，在胎心音处理方法一实施例中，参照图2，所述胎心音处理方法包括：
步骤S10，采集胎心音信号数据；
步骤S20，分析所述胎心音信号数据，获得胎心音节拍信号，并根据所述胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据；
步骤S30，播放所述目标胎心音数据。
具体内容如下：
步骤S10，采集胎心音信号数据；
本实施例中，该胎心音处理方法主要应用于医疗设备上，医疗设备为胎心音监护设备，所述医疗设备可以是便携式移动医疗设备，也可以是可拆卸式的监护医疗设备外设，或者是装载有胎心音监护程序的设备，在此不做限定。
启动胎心音监护设备，通过触诊确定胎儿的位置。所述胎心音监护设备包含有一个探头，将探头放置在孕妇腹部正对胎背的位置，确保探头与皮肤接触良好，当感应器正确连接并接收到良好信号时，信号质量指示为满格。如果信号不充足，信号质量指示器显示弱信号，并且屏幕上没有数值出现或数值无规律乱跳。在获得良好胎心信号时，根据孕妇腹型特征调整绑带束腰端的位置，以免探头滑动或探头感应面与皮肤贴合不紧密，即可采集到胎心音信号数据。同时超声探头将获取到的胎心音数据传输到胎监数据接收设备。
参照图4，图4为本发明采集的初始胎心音信号的示意图。
步骤S20，分析所述胎心音信号数据，获得胎心音节拍信号，并根据所述胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据；
在接收到胎心音信号数据后，医疗设备将分析胎心音信号数据，从中提取出胎心音节拍信号，得到胎心音节拍信号的数据特征，此处的胎心音信号数据特征包括：胎心音节拍信号的持续时间、胎心音节拍信号的间隔，胎心音节拍信号的起止位置等等。
依据分析得到的胎心音节拍信号的数据特征，在基本不改变胎心音节拍信号时域特征的前提下，对胎心音节拍信号进行一系列数据处理，改变胎心音节拍信号的频域特征信息。
进一步地，所述分析所述胎心音信号数据，获得胎心音节拍信号，并根据所述胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据的步骤包括：
步骤A1，对所述胎心音信号数据进行信号滤波处理，并对经过信号滤波处理的胎心音信号数据进行数据特征分析，以获取胎心音包络信号；
在接收到实时采集的胎心音信号数据后，通过一个带通滤波器对胎心音信号数据进行滤波处理，主要目的是去除信号采集过程中由于胎心运动、母体血流运动、胎儿肢体运动造成的干扰信号数据，以剔除无关信号数据对胎心音信号数据的干扰。并且对经过信号滤波处理后的胎心音信号数据进行数据特征分析，得到胎心音包络信号。胎心音信号包络可以是通过一个低通滤波器或者是通过希尔伯特变换等方法确定。
步骤A2，根据预设高阈值线和预设低阈值线，对所述胎心音包络信号进行阈值筛选处理，以获得胎心音节拍信号；
医疗设备根据胎心音包络信号进行数据判断提取，获得胎心音节拍信号。胎心音节拍信号中包括：胎心音节拍信号的起始点及终止点、持续时间长度、节拍信号间隔长度及间隔位置。医疗设备可判断分析胎心音节拍信号的起始点及终止点、持续时间长度、节拍信号间隔长度及间隔位置。医疗设备分别设置一条预设高阈值线和一条预设低阈值线，所述双阈值线作为本实施例筛选胎心音包络信号的参照标准，具体方法如下：
1、如果在预设低阈值线与胎心音包络信号的交点附近，同时检测到预设高阈值线与胎心音包络信号的交点，则视为预设低阈值线与胎心音包络信号的交点为胎心音节拍信号的起点或终点，记录该起点或终点位置，并将检测得到的胎心音节拍信号的终点和起点之间的时间差作为胎心音节拍信号的持续时间。
2、如果在预设低阈值线与胎心音包络信号的交点附近未能检测到预设高阈值线与胎心音包络信号的交点，则不视为检测到胎心音节拍信号。
可以理解的是，通过预设高阈值线和预设低阈值线，医疗设备可将不符合阈值条件的信号特征过滤掉，从而在预设高阈值线和预设低阈值线的基础上，筛选出在符合本实施例信号特征的胎心音节拍信号。相比传统的单阈值线检测，使用双阈值线检测胎心音节拍信号，能够有效降低胎心音节拍信号的误检率，减少噪声信号的对胎心节拍信号的检测干扰。
步骤A3，获取音效关联参数，并根据所述音效关联参数和所述胎心音节拍信号进行参数初始化配置，以获取配置参数；
用户可在医疗设备上选择最终播放音效的音效关联参数，也可以由设备默认使用预设音效关联参数。医疗设备得到确定的音效关联参数值后，根据音效关联参数和胎心音节拍信号进行参数初始化配置，以获取到配置参数，所述配置参数用于后续的胎心音信号数据特征调整。例如，根据音效关联参数可确认胎心音信号数据播放的偏重方向，从而将胎心音信号数据特征进行特征数据调节，突出所述音效关联参数所指定的音效。
步骤A4，根据所述配置参数对胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据。
依据配置参数，在基本不改变胎心音节拍信号的前提下，对当前胎心音节拍信号进行频域特征信息的处理，获得目标胎心音数据。
具体参照图5和图6，图5为本发明经过频域特征处理后输出的胎心音信号的示意图，图6为本发明初始胎心音信号和经过频域特征处理后输出的胎心音信号的信号频谱图。
步骤S30，播放所述目标胎心音数据。
将目标胎心音数据传输至播放单元，以进行目标胎心音数据的播放。
本发明采集胎心音信号数据；分析所述胎心音信号数据，获得胎心音节拍信号，并根据所述胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据；播放所述目标胎心音数据。本发明通过频域特征处理，还原了胎心音信号的原始数据，保证了信号数据的真实性，为用户提供了可靠的信号数据参考性，并且剔除了胎心音信号中的干扰信号，保证胎心音信号不受无关信号的影响，使得监测效果更加稳定，解决了胎心音监护设备的信号监护质量低下，无法保障信号的有效性和准确性的技术问题，大大提升胎心音信号的监护质量，保障了信号的有效性和准确性。
进一步地，所述根据所述配置参数对胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据的步骤之后还包括：
步骤A5，对所述目标胎心数据进行幅值非线性拉伸处理，以获得胎心音增强信号；
目标胎心音数据胎通过非线性拉伸处理，可增强胎心音节拍信号与胎心音非节拍信号之间的幅值比，用以增强目标胎心音数据中胎心音节拍信号的节奏感，得到胎心音增强信号。非线性拉伸的方法可以是以信号本身为底数，指数大于1的指数函数形式或者其他幅值拉伸方法。
步骤A6，获取所述胎心音增强信号的统计特征信息和胎心音信号质量信息；
步骤A7，根据所述统计特征信息和所述胎心音信号质量信息对所述胎心音增强信号进行线性比例放大处理，以获取放大胎心音数据，并将所述放大胎心音数据确认为目标胎心音数据。
通常地，胎心音增强信号中可能存在幅值比超过正常值的情况，导致最终播放效果不正常。而由于医疗设备设备网络延迟或者设备连接距离过长，经常造成信号不稳定，导致发生数据跳变，例如监护指数在120至180之间快速跳跃。本实施例医疗设备获取所述胎心音增强信号的统计特征信息和胎心音信号质量信息，所述统计特征信息指的是信号的幅值特征，所述胎心音信号质量信息指的是信号的稳定状况。
通过整体自适应增益控制调节，对经过非线性拉伸后的胎心音增强信号进行归一化处理，依据统计特征信息和胎心音信号质量信息对信号进行线性比例放大，完成胎心音信号播放音量随胎心音信号质量自适应调整的效果。而经过放大处理的放大胎心音数据，将替代原来的目标胎心音数据作为新的目标胎心音数据，被传输至播放单元进行播放。当用户在进行胎监的过程中发现播放的胎心音音量逐渐减小时，通过胎心音音量的减少引起用户对获取的胎心信号质量的关注，减少无效胎心音监护持续时间。
通过以上方案，可实现目标胎心音数据播放效果的进一步质量优化，使得目标胎心音数据更加有效准确地反映实际信号信息。
进一步地，基于第一实施例，提出本发明胎心音处理方法的第三实施例，在该实施例中，所述根据所述胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据的步骤包括：
步骤a，对所述胎心音节拍信号进行时域长度压缩处理，以获得第一胎心音节拍信号；
步骤b，对所述第一胎心音节拍信号进行长度拼接处理，以获得目标胎心音数据。
本实施例将胎心音信号输入一个预设的低通滤波器，对胎心音节拍信号进行时域长度由N到M的压缩N＝K*M(K>1)，以压缩后得到的第一胎心节拍信号作为模板信号，对K个长度为M的模板信号进行长度拼接处理，得到长度为N的目标胎心音数据，并将该目标胎心音数据替代原始的胎心音信号。
本实施例不会增加非节拍信号处的噪声，同时加强了节拍信号处的瞬态变化，增强了节拍信号层次感和力度感，进而提高了胎心音信号的监护质量和准确性。
进一步地，基于第一实施例，提出本发明胎心音处理方法的第四实施例，在该实施例中，所述根据所述胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据的步骤包括：
步骤c，对所述胎心音节拍信号进行信号群延时处理，以获得第二胎心音节拍信号；
步骤d，对所述第二胎心音节拍信号进行谐波处理，以获得目标胎心音数据。
本实施例将胎心音信号输入一个预设的低通滤波器，使胎心音信号经过一个并联的四阶梳状滤波器和一个谐波发生器，四阶梳状滤波器通过增加信号的群延时来增加混响，以获得第二胎心音节拍信号，所述第二胎心音节拍信号相比较胎心音信号，增加了立体环绕参数，能够增强播放效果的立体感和透彻感。
谐波发生器主要是根据第二胎心音节拍信号的基频，构造一个带反馈的四阶系统，在不削弱信号基频的前提下，构建基频信号的高次谐波成分，通过高次谐波的组合，减少第二胎心音节拍信号中低音被过分削弱的影响，从而获得最终的目标胎心音数据。
优选地，本实施例通过群延时处理和谐波处理，同时优化了目标胎心音数据的在低音部分和高音部分的播放效果，相比第三实施例具有更强的现实操作意义，即本实施例更具有突出的技术效果。本实施例增加了虚拟低音增强效果，同时谐波处理的高次谐波成分增强了第二胎心音节拍信号的音色，极大地提升播放的目标胎心音数据的音响层次感，进而进一步提高了胎心音信号的监护质量和准确性。
进一步地，基于第一实施例，提出本发明胎心音处理方法的第五实施例，在该实施例中，所述根据所述胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据的步骤包括：
步骤e，根据预设长度对所述胎心音节拍信号进行分帧处理，以获得单帧信号；
本实施例采用变调不变速处理与重采样相结合的方法，根据预设长度对胎心音节拍信号进行分帧处理，以将胎心音节拍信号中的每一帧信号都提取出来，得到单帧信号。
步骤f，对所述单帧信号进行低通滤波处理，并对经过低通滤波处理的单帧信号进行时间轴延伸处理，以获得多个单帧信号；
步骤g，将所述多个单帧信号进行拼接处理，以获得变调胎心音节拍信号；
步骤h，对所述变调胎心音节拍信号进行带通滤波处理，以获得目标胎心音数据。
对单帧信号进行低通滤波处理，以去除无关噪音信号，并将滤波后的单帧信号进行时间轴延伸处理，即可得到多个单帧信号，并对单帧信号进行重采样，保持与原始信号的长度相同。将多个单帧信号拼接，以达到变调后的变调胎心音节拍信号，再次进行带通滤波处理，滤除过高频成分带来的尖锐感以及部分低频信号形成的浑浊感，从而得到最终的目标胎心音数据。
本实施例解决了低音被过分削弱的影响，同时减少过高频信号的干扰，且能保持部分小信号的不丢失但又不形成听觉上的浑浊感，提高了胎心音信号的监护质量和准确性。
进一步地，基于第一实施例，提出本发明胎心音处理方法的第六实施例，在该实施例中，所述根据所述胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据的步骤包括：
步骤i，将所述胎心音节拍信号切换为频域胎心音节拍信号，并计算所述频域胎心音节拍信号的第一功率谱，并根据预设信号频率范围计算频带功率谱；
步骤J，根据所述频带功率谱计算扩展临界带能量，并根据所述扩展临界带能量计算相对掩蔽阈值和绝对掩蔽阈值；
步骤k，根据预设噪声功率谱估计函数、所述相对掩蔽阈值、所述绝对掩蔽阈值和所述第一功率谱，计算所述频域胎心音节拍信号的第二功率谱；
步骤l，将所述第二功率谱的频域胎心音节拍信号切换为时域胎心音节拍信号，并将所述时域胎心音节拍信号确认为目标胎心音数据。
本实施例采用基于人耳掩蔽效应的算法，将胎心音节拍信号变换到频域，得到频域胎心音节拍信号，并计算对应的第一功率谱，根据频带信号频率范围求解各频带功率谱，同时根据频带功率谱计算扩展临界带能量，根据计算得到的扩展临界带能量计算相对掩蔽阈值和绝对掩蔽阈值。
由预设的预设噪声功率谱估计函数、相对掩蔽阈值、绝对掩蔽阈值和第一功率谱，可计算获得频域胎心音节拍信号的第二功率谱，第一功率谱将在计算过程中适当地改变为第二功率谱。
医疗设备将改变后的第二功率谱的频域胎心音节拍信号变换到时域上，得到时域胎心音节拍信号，所述时域胎心音节拍信号即为目标胎心音数据。
本实施例通过对胎心音节拍信号的第一功率谱进行改变，结合人耳掩蔽效应，对指定频带范围内的胎心音节拍信号的分布做出了更好的均衡，同时削弱了一定的噪声干扰，使得播放的胎心音信号更加清澈明亮，进而提高了胎心音信号的监护质量和准确性。
另外的，以上所列实施例三、实施例四、实施例五、实施例六可以根据实际情况使用单一实施例；或者对各实施例进行自由组合，组合方式可包括：
1、实施例三和实施例四；实施例三和实施例五；实施例三和实施例六；实施例四和实施例五；实施例四和实施例六；实施例五和实施例六；
2、实施例三、实施例四、实施例五；实施例三、实施例四、实施例六；实施例四、实施例五、实施例六；实施例三、实施例五、实施例六；
3、实施例三、实施例四、实施例五、实施例六。
特别的，以上单一实施例或组合实施例只是频域特征处理的进一步详细说明，不能认定本发明所涉及到实施例仅包含以上实施例。
此外，本发明实施例还提出一种胎心音处理装置，所述胎心音处理装置包括：
采集模块，用于采集胎心音信号数据；
特征模块，用于分析所述胎心音信号数据，获得胎心音节拍信号，并根据所述胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据；
播放模块，用于播放所述目标胎心音数据。
可选地，所述特征模块包括：
特征单元，用于对所述胎心音信号数据进行信号滤波处理，并对经过信号滤波处理的胎心音信号数据进行数据特征分析，以获取胎心音包络信号；
提取单元，用于根据预设高阈值线和预设低阈值线，对所述胎心音包络信号进行阈值筛选处理，以获得胎心音节拍信号；
配置单元，用于获取音效关联参数，并根据所述音效关联参数和所述胎心音节拍信号进行参数初始化配置，以获取配置参数；
处理单元，用于根据所述配置参数对胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据。
可选地，所述特征模块还包括：
增强单元，用于对所述目标胎心数据进行幅值非线性拉伸处理，以获得胎心音增强信号；
获取单元，用于获取所述胎心音增强信号的统计特征信息和胎心音信号质量信息；
放大单元，用于根据所述统计特征信息和所述胎心音信号质量信息对所述胎心音增强信号进行线性比例放大处理，以获取放大胎心音数据，并将所述放大胎心音数据确认为目标胎心音数据。
可选地，所述特征模块包括：
压缩单元，用于对所述胎心音节拍信号进行时域长度压缩处理，以获得第一胎心音节拍信号；
拼接单元，用于对所述第一胎心音节拍信号进行长度拼接处理，以获得目标胎心音数据。
可选地，所述特征模块包括：
延时单元，用于对所述胎心音节拍信号进行信号群延时处理，以获得第二胎心音节拍信号；
谐波单元，用于对所述第二胎心音节拍信号进行谐波处理，以获得目标胎心音数据。
可选地，所述特征模块包括：
分帧单元，用于根据预设长度对所述胎心音节拍信号进行分帧处理，以获得单帧信号；
低通滤波单元，用于对所述单帧信号进行低通滤波处理，并对经过低通滤波处理的单帧信号进行时间轴延伸处理，以获得多个单帧信号；
变调单元，用于将所述多个单帧信号进行拼接处理，以获得变调胎心音节拍信号；
带通滤波单元，用于对所述变调胎心音节拍信号进行带通滤波处理，以获得目标胎心音数据。
可选地，所述特征模块包括：
功率谱单元，用于将所述胎心音节拍信号切换为频域胎心音节拍信号，并计算所述频域胎心音节拍信号的第一功率谱，并根据预设信号频率范围计算频带功率谱；
第一计算单元，用于根据所述频带功率谱计算扩展临界带能量，并根据所述扩展临界带能量计算相对掩蔽阈值和绝对掩蔽阈值；
第二计算单元，用于根据预设噪声功率谱估计函数、所述相对掩蔽阈值、所述绝对掩蔽阈值和所述第一功率谱，计算所述频域胎心音节拍信号的第二功率谱；
确认单元，用于将所述第二功率谱的频域胎心音节拍信号切换为时域胎心音节拍信号，并将所述时域胎心音节拍信号确认为目标胎心音数据。
此外，本发明实施例还提出一种医疗设备，医疗设备包括：存储器109、处理器110及存储在存储器109上并可在处理器110上运行的胎心音处理程序，所述胎心音处理程序被处理器110执行时实现上述的胎心音处理方法各实施例的步骤。
此外，本发明还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有胎心音处理程序，所述胎心音处理程序还可被处理器执行以用于实现上述胎心音处理方法各实施例的步骤。
本发明医疗设备及计算机存储介质的具体实施方式的拓展内容与上述胎心音处理方法各实施例基本相同，在此不做赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台医疗设备(可以是手机，计算机，或者监护设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (8)
1.一种胎心音处理方法，其特征在于，所述胎心音处理方法包括：
采集胎心音信号数据；
分析所述胎心音信号数据，获得胎心音节拍信号，并根据所述胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据；
对所述目标胎心音数据进行幅值非线性拉伸处理，以获得胎心音增强信号；
获取所述胎心音增强信号的统计特征信息和胎心音信号质量信息，其中，所述统计特征信息为信号的幅值特征；
根据所述统计特征信息和所述胎心音信号质量信息对所述胎心音增强信号进行线性比例放大处理，以获取放大胎心音数据，所述放大胎心音数据将替代原来的目标胎心音数据作为新的目标胎心音数据；
播放所述新的目标胎心音数据；
其中，所述分析所述胎心音信号数据，获得胎心音节拍信号，并根据所述胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据的步骤包括：
对所述胎心音信号数据进行信号滤波处理，并对经过信号滤波处理的胎心音信号数据进行数据特征分析，以获取胎心音包络信号；
根据预设高阈值线和预设低阈值线，对所述胎心音包络信号进行阈值筛选处理，以获得胎心音节拍信号；
获取音效关联参数，并根据所述音效关联参数和所述胎心音节拍信号进行参数初始化配置，以获取配置参数，其中，所述配置参数用于后续的胎心音节拍信号数据特征调整；
根据所述配置参数对胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据。
2.如权利要求1所述的胎心音处理方法，其特征在于，所述根据所述胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据的步骤包括：
对所述胎心音节拍信号进行时域长度压缩处理，以获得第一胎心音节拍信号；
对所述第一胎心音节拍信号进行长度拼接处理，以获得目标胎心音数据。
3.如权利要求1所述的胎心音处理方法，其特征在于，所述根据所述胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据的步骤包括：
对所述胎心音节拍信号进行信号群延时处理，以获得第二胎心音节拍信号；
对所述第二胎心音节拍信号进行谐波处理，以获得目标胎心音数据。
4.如权利要求1所述的胎心音处理方法，其特征在于，所述根据所述胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据的步骤包括：
根据预设长度对所述胎心音节拍信号进行分帧处理，以获得单帧信号；
对所述单帧信号进行低通滤波处理，并对经过低通滤波处理的单帧信号进行时间轴延伸处理，以获得多个单帧信号；
将所述多个单帧信号进行拼接处理，以获得变调胎心音节拍信号；
对所述变调胎心音节拍信号进行带通滤波处理，以获得目标胎心音数据。
5.如权利要求1所述的胎心音处理方法，其特征在于，所述根据所述胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据的步骤包括：
将所述胎心音节拍信号切换为频域胎心音节拍信号，并计算所述频域胎心音节拍信号的第一功率谱，并根据预设信号频率范围计算频带功率谱；
根据所述频带功率谱计算扩展临界带能量，并根据所述扩展临界带能量计算相对掩蔽阈值和绝对掩蔽阈值；
根据预设噪声功率谱估计函数、所述相对掩蔽阈值、所述绝对掩蔽阈值和所述第一功率谱，计算所述频域胎心音节拍信号的第二功率谱；
将所述第二功率谱的频域胎心音节拍信号切换为时域胎心音节拍信号，并将所述时域胎心音节拍信号确认为目标胎心音数据。
6.一种胎心音处理装置，其特征在于，所述胎心音处理装置包括：
采集模块，用于采集胎心音信号数据；
特征模块，用于分析所述胎心音信号数据，获得胎心音节拍信号，并根据所述胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据；对所述目标胎心音数据进行幅值非线性拉伸处理，以获得胎心音增强信号；获取所述胎心音增强信号的统计特征信息和胎心音信号质量信息，其中，所述统计特征信息为信号的幅值特征；根据所述统计特征信息和所述胎心音信号质量信息对所述胎心音增强信号进行线性比例放大处理，以获取放大胎心音数据，所述放大胎心音数据将替代原来的目标胎心音数据作为新的目标胎心音数据；
播放模块，用于播放所述新的目标胎心音数据；
其中，所述分析所述胎心音信号数据，获得胎心音节拍信号，并根据所述胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据包括：
对所述胎心音节拍信号数据进行信号滤波处理，并对经过信号滤波处理的胎心音信号数据进行数据特征分析，以获取胎心音包络信号；
根据预设高阈值线和预设低阈值线，对所述胎心音包络信号进行阈值筛选处理，以获得胎心音节拍信号；
获取音效关联参数，并根据所述音效关联参数和所述胎心音节拍信号进行参数初始化配置，以获取配置参数，其中，所述配置参数用于后续的胎心音节拍信号数据特征调整；
根据所述配置参数对胎心音节拍信号进行频域特征处理，以获取目标胎心音数据。
7.一种医疗设备，其特征在于，所述医疗设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的胎心音处理程序，所述胎心音处理程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的胎心音处理方法的步骤。
8.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有胎心音处理程序，所述胎心音处理程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的胎心音处理方法的步骤。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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