一体式超声多普勒胎心仪的信号处理算法与实现

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胎心率是胎儿监护中的一项关键指标,通过家用超声多普勒胎心仪进行胎心率监测可以及时发现胎儿的异常情况,有效监护胎儿的健康状况。由于胎心信号幅度微弱、成分复杂、具有多种噪声干扰,市面上的一体式超声多普勒胎心仪往往存在测量灵敏度低、检测范围小、胎心音播放效果不佳、频繁出现啸叫现象等问题。本论文针对上述问题,提出了针对一体式超声多普勒胎心仪的信号处理算法,本文的主要研究内容如下:1.胎心信号消噪算法。通过基于谱减法的自适应消噪算法和阈值消噪算法对胎心信号进行消噪处理。自适应谱减消噪算法在谱减法的基础上,通过端点检测算法识别出噪声信号,从而实现噪声谱的更新。自适应阈值消噪算法主要根据信号的半波峰值与幅度阈值的关系进行削波处理,其中阈值的大小根据信号信噪比检测算法的结果进行自适应调整。本论文利用胎心模拟器产生模拟胎心信号并进行了消噪算法的效果验证。2.自激啸叫抑制算法。根据胎心仪的啸叫信号在幅值和时间分布上的特点,研究并提出了基于信号幅值和计数检测的啸叫抑制算法。本文还研究了基于移频的啸叫抑制算法,同时结合胎心仪扬声器的频响特性和人耳的听觉特性确定了移频方向和移频值范围,在此基础上研究并实现了频域移频法和时域移频法,并对二者进行了综合比较。3.均衡处理算法。结合胎心仪扬声器的频响特性和人耳的听觉特性设计了一个数字图示均衡器,并研究了减少均衡器中频带混叠现象的方法。胎心模拟检测设备和孕妇实测的结果均表明,本文提出的胎心信号处理算法能够有效提升信号的信噪比,可以有效解决啸叫问题,均衡算法对弥补胎心仪的频率响应,改善胎心仪的播放效果有一定作用。
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