心音数据压缩算法的研究.doc

摘要:心音信号是一种重要的生理信号，是人体最重要的声信号之一，是临床评估心脏功能状态的基本方法，是心脏及大血管机械运动状况的反映。由于心音信号本身具有稀疏信号的特点，所以适合利用压缩理论来处理。将压缩理论应用于心音信号的处理中，能降低传输数据量，减少通信能耗，对实现心音信号的灵活、便携、实时监测具有重大意义。

为压缩编码心音数据，本文采用了PCM算法和LPC算法。PCM即脉冲编码调制，是数字通信中的一种。PCM算法有三个基本步骤，首先是“抽样”，就是对连续的心音信号进行离散化处理，通常是以相等的时间间隔来抽取模拟信号的样值。第二步是“量化”，第三步是“编码”，就是把量化后的样值信号用一组二进制数字代码来表示。从理论上讲，LPC是通过分析声音波形产生激励和转移函数的参数，对声音波形的编码就转化为对这些参数的编码，这就使心音信号的数据量大大减少。本文在用LPC算法压缩心音数据时，为了有效的进行线性预测分析，有必要用一种高效率的方法来解线性方程组，所以我在用LPC算法压缩心音数据时采用自相关算法，其中，用递推算法解方程组求解系数时，本文选用Levinson-Durbin算法，这是一种最常用的算法，也是一种最佳算法。心音数据经过编码压缩之后，可以大大减少传输的数据量，减少通信能耗。

关键词：心音信号；压缩；PCM；LPC

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 本课题研究的目的及意义-1

1.2 国内外发展现状-1

1.2.1国外发展状况-1

1.2.2国内发展状况-2

1.3 本文主要研究内容-2

2 心音数据压缩编码的算法研究-4

2.1 心音的产生-4

2.1.1 心音的产生及分类-4

2.1.2 心音数据压缩的可能性-4

2.2 音频数据压缩算法的方法分类-5

2.2.1 波形编码-5

2.2.2 参数编码-5

2.2.3 混合编码-6

3 PCM算法-7

3.1 PCM算法原理及步骤-7

3.2 PCM算法的程序流程图-8

3.3 PCM算法程序运行结果-8

4 LPC算法-10

4.1 LPC算法的原理及步骤-10

4.1.1 自相关函数计算-10

4.1.2 Levinson-Durbin算法-11

4.2 LPC算法的程序流程图-11

4.3 LPC算法程序的运行结果-12

5 压缩算法的评判方法-13

5.1 压缩的评判标准-14

5.2 两种算法的优缺点-14

结    论-15

参 考 文 献-16

附录A 程序-17

致    谢-21