1、心音信號(hào)是人體重要的生理信號(hào)之一，包含有人體大量的生理、病理信息。心音聽(tīng)診是心血管疾病無(wú)創(chuàng)檢測(cè)診斷的重要方法，但是聽(tīng)診過(guò)程容易受外界噪聲的干擾，聽(tīng)診結(jié)果也容易受到聽(tīng)診醫(yī)生主觀判斷的影響。另外心音聽(tīng)診受操作者熟練程度的影響較大，聽(tīng)診技能需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間才能掌握，因此很難推廣使用。如果能夠用簡(jiǎn)易的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)心音聽(tīng)診，并實(shí)現(xiàn)對(duì)病理性心音信號(hào)的自動(dòng)識(shí)別分類，將會(huì)有很大的臨床意義，本課題正是根據(jù)這一需求來(lái)開展的。
　　論文闡述了心音信號(hào)和

2、病理性心音信號(hào)的產(chǎn)生機(jī)理，并介紹了病理性心音在心臟疾病診斷中的應(yīng)用。心音信號(hào)模式識(shí)別系統(tǒng)分為心音數(shù)據(jù)采集和模式識(shí)別兩部分。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集電路采集心音信號(hào)，然后對(duì)采集的各類心音信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理并提取心音的特征參數(shù)，最后使用高斯混合模型對(duì)各類心音信號(hào)進(jìn)行建模和識(shí)別研究。
　　心音數(shù)據(jù)采集電路的主要功能是實(shí)現(xiàn)心音信號(hào)的采集與傳輸，利用PC機(jī)來(lái)顯示波形并進(jìn)行后續(xù)分析處理。硬件采集電路主要包括：心音信號(hào)前級(jí)放大和濾波電路設(shè)計(jì)、50Hz陷波器電路

3、設(shè)計(jì)、增益控制電路設(shè)計(jì)、A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)、單片機(jī)與上位機(jī)的通訊電路設(shè)計(jì)。
　　對(duì)采集的心音信號(hào)的預(yù)處理主要包括去噪、預(yù)加重、分幀加窗和端點(diǎn)檢測(cè)。其中去噪和端點(diǎn)檢測(cè)是重點(diǎn)部分。心音去噪采用小波閾值去噪的方法。通過(guò)分析并結(jié)合小波函數(shù)與心音信號(hào)的特點(diǎn)，選擇合適的小波函數(shù)進(jìn)行小波閾值去噪。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，coif3小波函數(shù)對(duì)心音信號(hào)的消噪效果最好。端點(diǎn)檢測(cè)是提取心音信號(hào)特征參數(shù)前的重要一步，本文采用基于短時(shí)能量和短時(shí)過(guò)零率的雙門限端點(diǎn)檢測(cè)

4、算法來(lái)區(qū)分心音和背景噪聲，這種端點(diǎn)檢測(cè)方法算法簡(jiǎn)單，運(yùn)算量小。
　　特征參數(shù)提取部分選擇的是心音信號(hào)的線性預(yù)測(cè)倒譜系數(shù)和Mel頻率倒譜系數(shù)，這是目前語(yǔ)音類識(shí)別中最常用和最有效的兩種特征參數(shù)。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明，在心音信號(hào)的識(shí)別過(guò)程中，Mel頻率倒譜系數(shù)能夠取得比線性預(yù)測(cè)倒譜系數(shù)更好的識(shí)別效果，并大大縮短了訓(xùn)練和識(shí)別時(shí)間。
　　本文選用高斯混合模型來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各類心音信號(hào)的訓(xùn)練和識(shí)別。文中共選取了8類常見(jiàn)的病理性心音信號(hào)和正常心音信

5、號(hào)，病理性心音包括：二尖瓣關(guān)閉不全心雜音、二尖瓣狹窄心雜音、主動(dòng)脈瓣關(guān)閉不全心雜音、主動(dòng)脈狹窄心雜音、室間隔缺損心雜音、心律不齊、肺動(dòng)脈瓣狹窄心雜音、心音分裂，共計(jì)60例。訓(xùn)練時(shí)為每類病理性心音建立一個(gè)概率模型（高斯混合模型），該概率模型中的參數(shù)是由心音信號(hào)的特征參數(shù)分布決定的。心音的識(shí)別診斷部分通過(guò)計(jì)算待識(shí)別心音信號(hào)的特征參數(shù)與訓(xùn)練好的高斯混合模型之間的似然函數(shù)值，得到最大似然函數(shù)值所對(duì)應(yīng)的高斯混合模型即為心音類別的識(shí)別結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果