[发明专利]一种电子听诊器背景音干扰实时自动抵消方法

说明书

本发明公开了一种电子听诊器背景音干扰实时自动抵消方法，按帧读取并处理背景音干扰的时域听诊数据，并转换至频域进行处理，通过计算连续若干帧频域成分的互相关系数，并由此判断需要实施干扰抵消的频段，从而实现任意场景下背景音干扰的自适应抵消，最后再转换回时域，给出自动抵消后的输出结果，实现干扰时间和频率范围的自动判断，以及对干扰成分的精准抑制。

技术领域

本发明涉及电子听诊器技术领域，具体是一种电子听诊器背景音干扰实时自动抵消方法。

背景技术

人体生理声音信号(如心音、肺音、肠鸣音等)为许多疾病的诊断提供了重要的参考依据。相比于传统听诊器，电子听诊器使得对生理声音信号的获取与分析更加便利。例如，电子听诊器可以通过蓝牙传输数据实现听诊过程中的隔离，通过存储介质或者网络传输实现远程诊疗，通过引入计算模块实现信号处理与人工智能听诊。电子听诊器至关重要的一项指标是获取到的生理声音信号质量。然而，在实际数据获取过程中，背景音干扰信号会或多或少地被电子听诊器采集，从而导致形成的听诊数据中混杂了背景音干扰，降低了听诊数据的质量。针对这一问题，现有技术提出了为电子听诊器增设一个同步远端采集通道来记录背景音干扰，利用主采集通道采集的混合音数据与远端采集通道采集的背景音干扰数据，再结合自适应噪声消除(ANC)技术实现背景音干扰抵消的解决方案，例如2019年2月5日授权公告的发明专利CN105496447B公开的一种具有主动降噪和辅助诊断功能的电子听诊器。

然而，采用传统ANC技术实现电子听诊器背景音干扰抵消，存在以下问题：

1、传统ANC技术基于自适应滤波原理，每当外部背景音有变化时(如背景干扰声源与电子听诊器的距离发生变化、干扰声源增加等)，需要重新经历一个较长的迭代收敛过程，才能形成稳定的抵消系统，抵消处理的实时性和听诊效果都会受到影响；

2、背景音干扰实质上在时域和频域上都是稀疏的，即并非每时每刻都存在，也并非在所有频段上都存在，简单利用传统ANC技术处理会导致过度消除，使得部分与疾病相关联的特异性成分消失；

3、传统ANC技术未引入抵消后信号的失真度控制机制，可能导致输出信号出现失真过大的问题。

发明内容

针对现有电子听诊器背景音干扰抵消技术存在的技术缺陷，本发明提供一种电子听诊器背景音干扰实时自动抵消方法。

一种电子听诊器背景音干扰实时自动抵消方法，该电子听诊器包括主采集通道和远端采集通道两个数据采集通道，主采集通道用于采集生理声音信号与背景音干扰信号形成的混合信号，远端采集通道用于采集背景音干扰信号，包括以下步骤：

1、电子听诊器启动信号采集；

2、依序按帧读取电子听诊器两个数据采集通道的采集数据，主采集通道采集到的混合数据的第k帧时域向量记为x_k，远端采集通道采集到的背景音干扰数据的第k帧时域向量记为y_k；

3、对x_k、y_k加窗，分别通过快速傅里叶变换对其进行频域分析，得到对应的N点频域向量xf_k、yf_k；设定干扰抵消最低频点f_l对应于FFT向量的第N_l个频点，干扰抵消最高频点f_h对应于FFT向量的第N_h个频点，记p_k为由xf_k的第N_l-N_h个频点上的数值构成的N_h-N_l+1维目标频域成分向量，q_k为由yf_k的第N_l-N_h个频点上的数值构成的N_h-N_l+1维目标频域成分向量；