[发明专利]一种基于多时窗心音信号的多元特征提取方法

权利要求书

1.一种基于多时窗心音信号的多元特征提取方法，其特征在于，该方法包括步骤：

(1)将采集到的多路心音信号进行相关性分析和信号间的误差分析，生成新的多元心音信号时间序列；

(2)在步骤(1)的基础上提取同时窗下的同段同周期多路心音信号，生成同时窗多元心音时间序列；

(3)在步骤(1)的基础上提取异时窗下的不同段不同周期多路心音信号，生成异时窗多元心音时间序列；

(4)在步骤(2)、步骤(3)的基础上提取同时窗多元心音时间序列和异时窗多元心音时间序列的串行特征和并行特征；其中，所述串行特征为同时窗多元心音时间序列和异时窗多元心音时间序列中每一路信号的心音独立元特征集合；所述并行特征为同时窗多元心音时间序列和异时窗多元心音时间序列各自的n路信号的心音互信息特征集合；

(5)在步骤(4)的基础上将其串行特征和并行特征合并后提取优化组合特征作为多元特征；

(6)将多元特征作为支持向量机的输入进行分类识别，得到身份特征识别结果。

2.根据权利要求1所述的基于多时窗心音信号的多元特征提取方法，其特征在于，所述步骤(1)包括：

(11)获取n路心音信号，每路信号具有m个心动周期T1,T2,…,Tm，每个周期划分为4个部分：第一心音S1、第二心音S2、收缩期S、舒张期D，则第n路信号表示为：

其中，Z∈{S1,S2,S,D}，下标n表示第n路信号，上标S1,Tm、S2,Tm、S,Tm、D,Tm分别对应表示第n路信号中的第m个心动周期Tm中的第一心音信号、第二心音信号、收缩期信号、舒张期信号；

(12)计算多元心音信号间的相关系数a_i,j(X,Y)：

其中，X、Y为多路信号中任意两个信号，i、j分别为信号X、Y对应的通道的标号，且i可以等于j；E(XY)为XY的期望，E(X)为X的期望，E(Y)为Y的期望，σ_X、σ_Y为信号X、Y的标准差；

(13)计算第i路信号与其他路信号的分析误差值e_i：

其中，n为总的心音信号通道数，j为第j路信号，σ_Xi为第i路信号X的标准差：

(14)将采集到的n路心音信号按照相关性及信号间的分析误差值进行混合生产新的同样具有n路信号的多元心音信号时间序列，则新生成的第k路心音时间序列为：

X_modu_k＝a_k,1X₁+a_k,2X₂+…+a_k,nX_n+e_kX_k，k＝1,…,n。

3.根据权利要求1所述的基于多时窗心音信号的多元特征提取方法，其特征在于，所述步骤(2)包括：

(21)提取同时窗下的同段同周期多路心音信号，所述同时窗表示信号在同个时间段内，其对应的多路信号的第一心音S1、第二心音S2、收缩期S、舒张期D在同个周期内；根据步骤(11)，在n路多元心音信号时间序列中，分别提取每一路信号的第m个心动周期Tm下的第一心音、第二心音、收缩期、舒张期时段内的信号，对应组成待处理的具有n路信号的同段同周期多路心音时间序列如下：

Z∈{S1,S2,S,D}

(22)生成同时窗多元心音时间序列；将(21)中的待处理的同段同周期多路心音时间序列，进行步骤(12)、(13)、(14)的处理后，得到具有n路的同时窗多元心音时间序列：

X_syn＝[X_syn₁,X_syn₂,X_syn₃,…,X_syn_n]

同时窗多元心音时间序列中第k路心音时间序列为：

Z∈{S1,S2,S,D}。