基于matlab的心音信号预处理系统的设计.docx

摘要: 心音，俗称“心跳声”众所周知，这是我们身体重要的生物信号之一，当我们跑完步，唱完首歌，会觉得心跳加快；当我们躺下静静听一首歌，看一本书，会觉得心境平和。随着生活条件的不断改变，心脏的疾病从各个方面威胁着人们的工作，学习，身体，生命，心音诊疗就可以作为诊疗中一个最直接的一个方法。在自然环境中采取到的人体的心音信号受到各个因素的影响而导致最终的结果距离真实数据偏差较大，心音信号的采集和预处理在心血管疾病的诊疗中显得格外重要。

本文主要介绍了心音的产生原理，通过对心音信号采集、播放、放大、去噪声、取包络、计算心率、频谱分析进行预处理。由于不具备直接采集心音信号的条件，故本文直接选用了已经采集好的信号作为处理的基础，使用matlab自带函数sound进行播放，同时也设计了停止播放的按钮，方便使用者操作，另外，对心音信号的去噪则选用了小波分解的方法，运用db6小波对信号进行了五层分解，滤除了高频噪声，最大限度的去除了噪声对心音信号的干扰。对于去噪之后的信号采用希尔伯特变换的方法实现包络的提取，最后通过得到的信号包络计算出心动周期，即可得到信号的心率值。通过对心音信号在时域和频域的分析和一系列预处理操作，可以提高医生诊断的效率，对有些心血管疾病的防治十分有意义。该题目是应用设计型题目，设计一个心音信号预处理系统，具体问题涉及到matlab编程，数字信号处理等相关内容，希望能够应用于临床心音处理的过程中。

关键词：MATLAB；心音信号；去噪；包络

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题背景及意义-1

1.2 课题研究现状-2

1.3 主要研究内容-3

2 心音的基本知识-4

2.1 心音信号的产生机理-4

2.2 心音信号的频率特性-5

2.3 心音信号与心脏疾病的关系-5

3 心音信号的预处理方案及分析-6

3.1 心音信号的采集-6

3.2 心音信号的时域图及分析-6

3.3 心音去噪-8

3.3.1小波变换与傅里叶变换的比较-8

3.3.2小波去噪的实现-9

3.4 心音信号的包络提取-11

3.5 心音信号的频谱分析（FFT）-12

3.6 心率的计算-14

3.6.1 心动周期-14

3.6.2 心率计算-15

4 matlab GUI界面的设计-16

4.1 GUI设计的要求-16

4.2 GUI设计的功能和按键-16

结    论-19

参 考 文 献-20

附录A 部分主要程序-21

致    谢-26