论文导读：简称先心病)是新生儿的多发病和常见病。本文通过使用几种非线性的时频分析方法对心音信号进行分析。分析结果显示谱图重排分析法更能有效的抑制交叉项。先心病，一种有效的心音信号分析方法。
关键词：先心病，心音信号，谱图重排
1前言
当前，先天性心脏病(CHD，简称先心病)是新生儿的多发病和常见病，严重危害着患儿的健康。根据最新的资料统计，目前中国的先心病患儿中约有1/3得不到及时治疗而死亡。因此早期诊断对于先心病的最佳治疗有十分重要的意义。
心脏听诊是初步诊断先心病和其他心脏病最古老、最基本、最简单、最快速的方法，但这需要医生凭借个人积累的丰富的临床经验来进行判断，这对临床经验较少的医生来说，具有相当大的难度。同时，辅助诊断的先进设备在乡村医院甚至县级医院目前还无法完全配备。为此，人们一直在努力寻找一种能够对心音定量化、系统性分析的方法，以期望能给医生对先心病的临床诊断提供帮助。
随着计算机技术和数字信号处理技术的发展，许多分析方法被用于心音的分析，并取得了一些成就。但由于心音是一种时变的、非平稳的、由多种成份组成的复杂信号，传统的分析方法难与达到令人满意的效果。本文通过使用几种非线性的时频分析方法对心音信号进行分析，分析结果显示谱图重排分析法更能有效的抑制交叉项，更适合对心音信号进行分析。
2 谱图重排分析法
2.1 谱图重排基本理论
引入重排方法的最初目的是改进谱图的可读性。谱图可看作是信号WVD分布和分析窗的WVD分布之间的二维卷积，即
 （1）
这个分布能减少信号的WVD产生的干扰项,但却是以降低时频分辨率,以边缘性质和一阶矩有偏为代价的。仔细观察（1）式可以看出, 在点 附近构成了一个时频域，这个区域中对信号的WVD分布值进行了加权平均。
若在点, ,WVD分布表示此点没有能量,但如果在此点周围有一些非零的WVD分布存在,也即在点周围, WVD分布表示有一些有能量的点存在的话,那么通过的平均作用,点处的 值便是非零的,有能量存在的,也即 ,造成这种现象的原因是核函数对WVD分布的平滑作用,而避免出现这种情况的一种方法就是重排[6～7]。
重排原理的关键在于这些值不必以作为时频域的集合中心而对称分布。因此加权平均不应该位于点，而应该是时频域的重心，这样更能表示信号的局部能量。
重排方法的过程如下：它将谱图在任何点计算的值转换到另一点 ，这一点是信号围绕点的能量分布的重心，即
 （2）
 （3）
这样就得到了重排后的谱图, 它在任何一点 处的值是所有重排到这一点的谱图值的和。毕业论文，先心病。重排后的谱图为:
 （4）
2.2 谱图重排方法应用
为了显示谱图重排的优越性，我们选用核函数的方法（在此选用CWD变换）和谱图重排方法来对同一信号 做变换，如图1所示，图(a)为原信号，图(b)为信号CWD分布分析的结果，图(c)为谱图重排方法的分析结果,从图中两种方法对信号分析的结果可以看出，谱图重排方法分析结果的时-频聚集性显然比CWD变换要高[1-5]。
图1 CWD分布与谱图重排方法比较
3 讨论
由前面几节分析知，核函数抑制交叉项取得了好的结果，其中谱图重排的方法在抑制交叉项比其他方法要好一些，而且所得分析结果的时-频聚集性也比其他分布要高。毕业论文，先心病。毕业论文，先心病。同时，文章应用谱图重排分析法对一例正常人心音信号进行分析，分析结果见下图2所示
图2 正常人心音信号谱图重排分析法分析
从图中可以看出，使用谱图重排分析法能够有效的对心音信号进行分析，并提取所需的特征参数，如图2中可以提取到第一心音的两个主要成分M1和T1。毕业论文，先心病。毕业论文，先心病。说明该方法对于心音信号的分析具有比较好的效果，对其他时变的、非平稳的、由多种成份组成的复杂信号分析方法的选取具有一定的借鉴意义。毕业论文，先心病。
4 结论
同时，作者使用该方法对大量心音信号案例进行分析，成功提取了所需特征参数，分析结果较好，这也进一步说明该方法对于心音的分析是有效的。
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