将心音、肺音、咳嗽音转换成混合声谱和混响音乐的方法

技术特征：
1.一种将心音、肺音、咳嗽音转换成混合声谱和混响音乐的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：步骤1：利用心音传感器、咳嗽音传感器和肺音传感器同步采集多路人体表的咳嗽音、心音与肺音信号；步骤2：对步骤1中获得的咳嗽音、心音与肺音信号进行预处理；步骤3：计算心音、肺音、咳嗽音的频率值和组合频谱图，组合频谱图的色谱、纹理、层次结构与心音、肺音、咳嗽声的特性密切相关，通过识别组合频谱图的细节分析心音、肺音、咳嗽声的变化过程；步骤4：将心音、肺音、咳嗽音的频率值与自然音乐的音阶频率值进行识别和对比分析，然后通过智能转换，实现心音、肺音、咳嗽声的振动频率与音乐的转置创作，将时间序列映射为数字乐谱，将心肺音和咳嗽音数字乐谱输入音乐编辑软件，对该数字音乐进行分类编辑，再次创作和播放，形成基于心肺音和咳嗽音的混响音乐。2.根据权利要求1所述将心音、肺音、咳嗽音转换成混合声谱和混响音乐的方法，其特征在于：步骤4中将心音、肺音、咳嗽音的频率值与自然音乐的音阶存在频率值通过音阶与频率对应关系表进行识别和对比分析，心音、肺音、咳嗽音的音乐转换算法表达式为：转换算法表达式为：表示一个周期心音信号的n个归一化的频率特征参数，表示一个心音周期段对应的肺音信号的n个归一化的频率特征参数，表示一个心音周期段对应的咳嗽音信号的n个归一化的频率特征参数，m
s
、m
p
、m
t
表述转换后获得的对应基础音乐集，k
ij
表示频率转换规则系数集，根据音阶与频率对应关系表训练获得。3.根据权利要求2所述将心音、肺音、咳嗽音转换成混合声谱和混响音乐的方法，其特征在于：所述频率转换规则系数集k
ij
的获取方法为：首先分别对已知的心音、肺音信号、咳嗽音进行周期分段处理，利用傅里叶变换计算一个心音周期时间段的频谱特性，提取频率值，然后与音阶与频率对应关系表的频率特征值进行对应分析，取其中一个频率特征参数基于分段线性转换技术和四舍五入方式转换成一个预期的音阶，获得一个频率转换规则系数，如此反复进行，可获得一组频率转换规则系数集k
ij
。4.根据权利要求2所述将心音、肺音、咳嗽音转换成混合声谱和混响音乐的方法，其特征在于：所述步骤4中心音、肺音、咳嗽声混响音乐的获取步骤为：步骤4-1：取任意长度的待分析心音、肺音、咳嗽声时间信号，并按心音周期进行标记，获得周期分段信号；步骤4-2：按时间顺序，利用傅里叶变换，分别对每一个周期分段信号计算频谱特性，获得这些周期分段信号的频谱特性；步骤4-3：基于心音、肺音、咳嗽声的音乐转换算法和周期分段信号的频谱特性，依次对每一个周期的信号进行映射转换，获得对应的基础音乐集；步骤4-4：利用音乐编辑软件，将基础音乐集与一种或多种可演奏的乐器相联系，并且调整基础音乐集中音乐的强度、节奏与于心音、肺音、咳嗽声的强度、节奏进行匹配，然后按
照调整后的节奏依次播放，可获得一种混响音乐的表达。5.根据权利要求1所述将心音、肺音、咳嗽音转换成混合声谱和混响音乐的方法，其特征在于：所述步骤1中咳嗽音、心音与肺音信号的采集是通过采集装置实现同步采集，所述采集装置包括一个带有手把的倒t型支架，在所述倒t型支架上安装有心音传感器、咳嗽音传感器和肺音传感器，心音传感器对应于心脏的心尖部听诊区域，肺音传感器对应于右肺的前胸部中部区域，咳嗽音传感器对应于锁骨上窝部区域。6.根据权利要求1所述将心音、肺音、咳嗽音转换成混合声谱和混响音乐的方法，其特征在于：所述步骤2中的预处理包括对咳嗽音、心音与肺音信号采用小波除噪方法除噪，然后对三路咳嗽音、心音与肺音信号进行基于独立成分分析的盲源分离，从混叠信号中分离出单一的咳嗽音、心音与肺音信号。7.根据权利要求1所述将心音、肺音、咳嗽音转换成混合声谱和混响音乐的方法，其特征在于：所述步骤3中的心音、肺音、咳嗽音的频率值是利用傅里叶变换计算频谱特性提取的。8.根据权利要求1所述将心音、肺音、咳嗽音转换成混合声谱和混响音乐的方法，其特征在于：所述步骤3中的心音、肺音、咳嗽音的组合频谱图获得具体为：利用离散小波变换计算时频图，获得频谱图表征，分析心音、肺音、咳嗽音各自的独立特性，然后将心音、肺音信号、咳嗽音按时间节点重叠为一路混叠信号，再利用离散小波变换计算时频图，获得它们的频谱图表征，形成组合频谱图。

技术总结
本发明是一种将心音、肺音、咳嗽音转换成混合声谱和混响音乐的方法，包括如下步骤：步骤1：利用传感器同步采集多路人体表的咳嗽音、心音与肺音信号；步骤2：对咳嗽音、心音与肺音信号进行预处理；步骤3：计算心音、肺音、咳嗽音的频率值和组合频谱图；步骤4：将心音、肺音、咳嗽音的频率值与自然音乐的音阶频率值进行识别和对比分析，转置创作，将心肺音和咳嗽音数字乐谱输入音乐编辑软件，再次创作和播放，形成基于心肺音和咳嗽音的混响音乐。本发明通过一组多层次视听化处理方法将心音、肺音、咳嗽音所产生的振动转换成混合声谱和混响音乐，形成可看可听的混合声谱和混响音乐，使之能正确描述这三种振动信号的本质特征。描述这三种振动信号的本质特征。


技术研发人员：成雨含 王凯 孙科学
受保护的技术使用者：南京邮电大学
技术研发日：2022.01.04
技术公布日：2022/4/15