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基于虚拟仪器的肺音分析系统的设计与实现.pdf

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文档介绍:南 京 邮 电 大 学

硕士学位论文摘要


学科、专业:工学 电路与系统

研 究 方 向:智能信息系统与应用





作 者: 2009 级研究生 吴 健

指导教师:成谢锋 教授



题 目:基于虚拟仪器的肺音分析系统的设计与实现

英文题目:Design and Implementation of Lung Sound Analysis

System Based on Virtual Instrument







主题词:虚拟仪器,肺音,信号采集,去噪,信号分析

Keywords: Virtual Instrument, Lung Sound, Signal acquisition,

De-noising, Signal analysis
南京邮电大学硕士研究生学位论文 摘要

摘 要

虚拟仪器技术是从二十世纪末发展起来的一种高级测控技术,它充分地将计算机图形界

面和强大的软硬件技术与仪器仪表相融合,已广泛运用到各个领域。肺音是人体内一种特殊

的生理信号,反应了人体呼吸系统的特征。肺音信号的研究在临床医学和教学中具有重要的

意义。因此,设计出一个基于虚拟仪器的肺音分析系统具有重大的意义,将成为肺音研究领域

又一重要成果。

本系统选用主流的 LabVIEW 软件为平台,开发了一个以肺音信号采集模块、去噪模块、
分析模块为主体的虚拟仪器。肺音信号的采集主要以压电传感器和计算机声卡为硬件,在

LabVIEW 前面板上配置好采样率等配置参数,即可进行信号的采集。

肺音去噪模块是本设计的一个特色模块。肺音信号的主要频率集中在 10-250Hz,那么心

音等其它生理信号与肺音信号有很大的重叠部分,特别是心音信号在 150Hz 以下部分对肺音
信号产生重大干扰,因此如何去除心音等高频信号而不影响到肺音的主要成分是一个重大难

题。本模块提出了一种改进的去除心音的方法,该方法使用小波逼近系数的多尺度乘积来检

测原始肺音中混合的心音,一旦心音成分被识别,将从每一级的小波系数中去除心音,并且

使用 ARMA 模型来估算去除部分的数据,以补偿去除心音所产生的局部缝隙。最终实现从肺

音中去除心音而并没有影响到原始肺音的主要成分。

最后,与 Matlab 结合,开发出了肺音信号的分析模块,包括 FFT 功率谱和频谱分析、小

波分析、Wigner-Ville 分析。可根据分析结果来判断和研究各种类型的病态肺音信号。

通过一系列的实验结果可以看出,该系统能够采集到良好的肺音信号,有效的去除心音

等杂音的干扰,并对肺音信号进行多种分析,总体效果良好,达到预期目标。

关键词: 虚拟仪器 ,肺音,信号采集,去噪,信号分析


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南京邮电大学硕士研究生学位论文 Abstract

Abstract

The virtual instrument technology which was born at the end of last century is a kind of senior

measurement and control technology. It fully combine computer and instruments technology, which
ar

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