一种肺音数据库的创建方法以及相关设备

1.本发明涉及数据库领域，尤其涉及一种肺音数据库的创建方法以及相关设备。


背景技术：

2.肺音中存在大量生理信息，能反应人体内尤其是呼吸系统的健康状况。传统肺音听诊作为临床检查的重要组成部分，由医生通过听诊器，捕获人体在呼吸过程中产生的生理信号，敲击患者的胸部和背部，评估声音穿过胸腔的震动等变化，反应患者肺部和气道的生理状况，听诊结果为呼吸系统疾病的临床诊断提供了可靠依据。但传统听诊的肺音信号无法保存，不便于复现当时的呼吸系统状态，也不便于听诊之后的讨论、分析、研究和总结。
3.电子听诊器出现后，能将采集到的肺音信号保存下来。但是，肺音数据库的建立仍然面临很多困难和问题，肺音数据库的数量、库中样本的数量和质量不仅与心电图类数据库差距悬殊，就算与心音数据库相比也远远不如。
4.肺音信号本身比较微弱，又混杂了外部环境噪声和人体内部噪音尤其是强度大得多的心音，使得有价值的肺音信号样本数量较少；肺音信号的采集和肺音数据库的建立没有标准化，肺音信号在采集时，容易与其他不同种类的疾病混杂在一起，要想找到对自己有用的数据样本并不容易。进而导致肺音数据库数量稀少，大部分数据库中包含的病例数和样本数量并不多，其中高质量的样本数量更少。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种肺音数据库的创建方法及相关设备，不但可以保证肺音数据库中数据样本的一致性，同时规范了肺音数据应保存的信息和怎样保存的组织形式以方便后续查找和利用。
6.本发明实施例的第一方面提供了一种肺音数据库的创建方法，该方法包括：
7.采集多个用户中每个用户所对应的肺音数据；
8.对所述每个用户所对应的肺音数据进行预处理，以得到所述每个用户所对应的格式统一的目标肺音数据；
9.对所述每个用户所对应的目标肺音数据进行标注；
10.根据肺音数据库中数据样本的命名规则对标注后所述每个用户所对应的目标肺音数据进行命名，以得到所述每个用户所对应的肺音数据样本；
11.基于所述肺音数据库的组织结构将所述每个用户所对应的肺音数据样本进行存储，以完成所述肺音数据库的创建，所述肺音数据库包括肺部病患的数据样本以及健康对照组的数据样本。
12.本发明第二方面提供了一种肺音数据库的创建装置，包括：
13.采集单元，用于采集多个用户中每个用户所对应的肺音数据；
14.预处理单元，用于对所述每个用户所对应的肺音数据进行预处理，以得到所述每个用户所对应的格式统一的目标肺音数据；
15.标注单元，用于对所述每个用户所对应的目标肺音数据进行标注；
16.命名单元，用于根据肺音数据库中数据样本的命名规则对标注后所述每个用户所对应的目标肺音数据进行命名，以得到所述每个用户所对应的肺音数据样本；
17.存储单元，用于基于所述肺音数据库的组织结构将所述每个用户所对应的肺音数据样本进行存储，以完成所述肺音数据库的创建，所述肺音数据库包括肺部病患的数据样本以及健康对照组的数据样本。
18.本发明实施例第三方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机管理类程序时实现如上述第一方面所述的肺音数据库的创建方法的步骤。
19.本发明实施例第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机管理类程序，所述计算机管理类程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的肺音数据库的创建方法的步骤。
20.综上所述，可以看出，本发明提供的实施例中，采集多个用户中每个用户所对应的肺音数据，并通过对肺音数据进行预处理，得到格式统一的目标肺音数据，之后对其进行标注，并根据数据库中数据样本的命名规则对肺音数据进行命名，同时，基于肺音数据库的组织结构将每个用户所对应的肺音数据样本进行存储。由此，不但可以保证肺音数据库中数据样本的一致性，同时规范了肺音数据应保存的信息和怎样保存的组织形式以方便后续查找和利用。
附图说明
21.图1为本发明实施例提供的肺音数据库的创建方法的流程示意图；
22.图2为本发明实施例提供的肺音信号采集系统的系统框架图；
23.图3为本发明实施例提供的肺音信号采集部位示意图；
24.图4为本发明实施例提供的肺音信号去噪前后效果对比示意图；
25.图5为本发明实施例提供的采用小波变换系数的多子域乘积法消除肺音信号中的心音的示意图；
26.图6为本发明提供的采用短时傅里叶变换系数的多子域乘积法消除肺音信号中的心音的示意图；
27.图7为本发明实施例提供的肺音信号中的心音抑制示意图
28.图8为本发明实施例提供的心音去除后恢复肺音的结果示意图；
29.图9为本发明实施例提供的肺音数据库中的组织结构示意图；
30.图10为本发明实施例提供的肺音数据库的创建装置的虚拟结构示意图；
31.图11为本发明实施例提供的一种肺音数据库的创建装置的硬件结构示意图；
32.图12为本发明实施例提供的一种电子设备的实施例示意图；
33.图13为本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质的实施例示意图。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.在以下的说明中，本发明的具体实施例将参考由一部或多部计算机所执行的步骤及符号来说明，除非另有述明。因此，这些步骤及操作将有数次提到由计算机执行，本文所指的计算机执行包括了由代表了以一结构化型式中的数据的电子信号的计算机处理单元的操作。此操作转换该数据或将其维持在该计算机的内存系统中的位置处，其可重新配置或另外以本领域测试人员所熟知的方式来改变该计算机的运作。该数据所维持的数据结构为该内存的实体位置，其具有由该数据格式所定义的特定特性。但是，本发明原理以上述文字来说明，其并不代表为一种限制，本领域测试人员将可了解到以下所述的多种步骤及操作亦可实施在硬件当中。
36.本发明中的术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
37.下面从肺音数据库的创建装置对肺音数据库的创建方法进行说明，该肺音数据库的创建装置可以为服务器，也可以为服务器中的服务单元，具体不做限定。
38.请参阅图1，图1为本发明实施例提供的肺音数据库的创建方法的流程示意图，包括：
39.101、采集多个用户中每个用户所对应的肺音数据。
40.本实施例中，肺音数据库的创建装置可以通过肺音信号采集系统采集多个用户中每个用户所对应的肺音数据。下面结合图2对肺音信号采集系统进行说明：
41.请参阅图2，图2为本发明实施例提供的肺音信号采集系统的系统框架图，肺音信号采集系统包括传感器、前端电路、信号获取与保持电路、数据存储单元和显示单元。肺音信号采集系统可以是单通道系统或者多通道系统，传感器部分包括声传感器和心电传感器，其中，声传感器是主传感器，为必需项，其数量为n，且1≤n≤10。当系统为单通道时，n＝1；当系统为多通道时，n可以为大于1小于或等于10的任意整数；心电传感器是辅助传感器，为可选项；采集一路心电信号的目的是为了后续肺音信号处理时方便定位心音信号的起始位置，提高心音消除的效果。
42.一个实施例中，肺音数据库的创建装置采集多个用户中每个用户所对应的肺音数据包括：
43.确定肺音数据采集时长以及采集部位；
44.确定多个用户中每个用户所对应的数据采集信息；
45.基于肺音数据采集时长以及采集部位对多个用户中每个用户进行采集，以得到多个用户中每个用户的肺音信息；
46.将肺音信息和所述数据采集信息确定为肺音数据。
47.本实施例中，肺音数据库的创建装置在采集多个用户中每个用户所对应的肺音数据之前，需要首先确定肺音数据采集时长以及采集部位，采集肺音信号时，对于拥有多通道的肺音信号采集系统，同时采集10个部位的肺音信号和一路心电信号，采集时长为30-180秒，视采集对象的情况而定：对病情严重身体虚弱者或者难以保持长时间安静的孩童，采集时间可为30秒；身体状况可以支撑者，采集时间可为180秒，以尽可能完整地记录呼吸状态变化。
48.另外，由于肺脏体积较大，人体的胸部和背部大范围都能听到肺音，但不同部位的肺音差别较大，参照肺部疾病诊断指南，使用肺音信号采集系统采集人体10个部位的肺音信号，这10个部位是：左中上肺1、左下肺2、右中上肺3、右下肺4、左腋中肺5、右腋中肺6、背部左中上肺7、背部左下肺8、背部右中上肺9以及背部右下肺10，具体的采集编号位置如图3所示。可以理解的是，对于气管插管或病情严重，无法坐起或翻身的病患，记录前1-6个部位。
49.另外，肺音数据库的创建装置开始肺音信号采集之前，多个用户中每个用户需要先填写数据采集信息表，该肺音数据库的创建装置即可获取多个用户中每个用户的数据采集信息，该数据采集信息包括但不限于数据采集日期和时间、数据采集设备名称、采集对象识别号、年龄、性别、发病时间、疾病诊断、既往重大疾病以及辅助信息(该辅助信息例如可以为身高、体重、血压以及脉搏等信息)，然后由专业人员为采集对象放置传感器，检查连接无误后，肺音数据库的创建装置基于肺音信号采集时长以及采集部位对多个用户中每个用户进行采集，以得到多个用户中每个用户的肺音信息，采集的肺音信息与采集部位一一对应；并将肺音信息以及数据采集信息确定为肺音数据。
50.需要说明的是，肺音数据库的创建装置通过肺音信号采集系统进行肺音信息的采集，而且肺音信号采集系统分为多通道同时采样和单通道采样，那么除多通道肺音信号采集系统可以通过各个通道同时采样外，单通道肺音信号采集系统需要按照顺序一个一个部位进行采样，每个部位的肺音信号采集时长保持一致。
51.102、对每个用户所对应的肺音数据进行预处理，以得到每个用户所对应的目标肺音数据。
52.本实施例中，肺音数据库的创建装置在采集到多个用户中每个用户所对应的肺音数据之后，可以对每个用户所对应的肺音数据进行预处理，以得到每个用户所对应的目标肺音数据。下面通过如下步骤对肺音数据的预处理进行详细说明：
53.步骤1、对目标用户所对应的肺音数据进行数据整理，以得到第一肺音数据，其中，目标用户为多个用户中的任意一个用户。
54.本步骤中，肺音数据库的创建装置可以对目标用户所对应的肺音数据进行数据整理，以得到第一肺音数据，该数据整理包括肺音数据文件的格式转换、肺音信号采样率转换、位数转换以及剔除明显采样失败的数据样本。
55.可以理解的是，为了后续方便利用数据，可以采用最通用的wav文件格式，4k/s采样率，位数为16比特，当然也还可以采用其他的文件格式、采样率和比特位数，例如mp3格式，8k/s采样率，位数为8比特，具体不做限定。
56.步骤2、将第一肺音数据进行去噪，以得到第二肺音数据。
57.本步骤中，肺音数据库的创建装置在将第一肺音数据进行去噪时可以采用滤波器(如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、贝塞尔滤波器或椭圆滤波器等滤波器)削弱设定频段的噪音，当然也还可以采用其他的方式进行去噪，例如采用小波变换或希尔伯特变换等方法在变换域中实现肺音数据的去噪，具体不做限定，只要能对肺音数据进行去噪即可。例如采用五阶巴特沃斯带通滤波器，衰减率为30分贝，带通滤波范围选择150到2000hz。下面结合图4对去噪前后的肺音信号进行说明，图4为本发明实施例提供的肺音信号去噪前后效果对比示意图：
58.参阅图4的内容，可看出原始肺音信号的基线出现一定程度的漂移，呼吸节律不够明显，尤其如图4中a)所示，异常肺音信号波形图杂乱无章，难以看出呼吸节律。去噪后，两段肺音信号变得平稳，呼吸周期明显，去噪效果显著。
59.步骤3、剔除第二肺音数据中的心音片段，以得到第三肺音数据。
60.本步骤中，肺音数据库的创建装置在从胸壁采集声音信号时，心音通常比肺音强得多，因此，从肺音中消除心音成为获得干净肺音信号的关键。肺音数据库的创建装置根据采集肺音数据时所采用的系统不同可以采用不同的方式剔除第二肺音数据中的心音片段，进而得到第三肺音数据，下面分别进行说明：
61.一、肺音信号采集系统为单通道系统，也即目标用户所对应的肺音数据为通过单通道系统采集的肺音数据，可以采用变换域系数的多子域乘积法消除肺音信号中的心音片段。
62.多子域乘积法的原理是：心音、噪声和肺音在变换域中有不同的表现，噪声和肺声的变换域分布比心音的变换域分布更广；噪音(如awgn)和肺音的强度通常较小。相反，与噪声和肺音相比，心音的分布集中在变换域的低端。心音的强度通常比噪声和肺音的强度高很多。基于变换域中的这一特性，本发明利用变换域系数的多子域乘积来估计心音位置，首先进行变换域滤波以消除期望子域外的信号分量，从而只剩下期望子域中的分量。由于所需子域中的心音强度较高，而这些子域中噪声和呼吸音强度较低，因此，将剩余所需子域中的变换域系数相乘可以降低噪声和肺音，进而可以区分包含心音的片段；在成功定位第二肺音数据中的心音片段后，可以将其从第二肺音数据中剔除，以获得清晰的肺音，也即第三肺音数据。
63.变换域系数可以是小波变换系数、短时傅里叶变换系数或者其他的变换域系数，具体如下：
64.1)采用小波变换系数的多子域乘积法消除肺音信号中的心音片段：
65.对第二肺音数据进行小波变换并做变换域滤波，以得到期望子域中的小波变换系数；
66.将期望子域中的变换域系数相乘，以确定第二肺音数据中包含的心音片段；
67.剔除所述第二肺音数据中包含的心音片段，以得到第三肺音数据。
68.请参阅图5，图5为本发明实施例提供的采用小波变换系数的多子域乘积法消除肺音信号中的心音的示意图。如图5所示，当把不同子域的小波变换系数相乘(实际取乘积绝对值)时，心音得到了加强而肺音和其它噪音被抑制，从而可以精准地确定心音的位置，进而把心音片段从第二肺音数据中剔除。下面以采用短时傅里叶变换系数的多子域乘积法为例，详述这一过程：
69.2)采用短时傅里叶变换系数的多子域乘积法消除肺音信号中的心音片段：
70.将第二肺音数据进行短时傅里叶变换，以得到变换域中的变换系数；
71.根据变换系数生成第二肺音数据所对应的目标频谱；
72.根据频域滤波后的目标频谱确定期望子域的第二肺音数据的频谱；
73.基于期望子域的第二肺音数据的频谱进行多子域乘积法处理，以定位第二肺音数据中的心音片段；
74.剔除第二肺音数据中的心音片段，以得到第三肺音数据。
75.下面结合图6对如何采用短时傅里叶变换系数的多子域乘积法消除肺音信号中的心音片段进行说明：
76.请参阅图6，图6为本发明提供的采用短时傅里叶变换系数的多子域乘积法消除肺音信号中的心音的示意图，601显示了声传感器从胸壁捕捉到的真实声音信号的时域波形，也即原始肺音波形；然后将此信号进行变换(此处为短时傅里叶变换)，从而得到变换域中的变换系数(即傅里叶系数)，602显示了由这些变换系数构成的声谱图；603描述了在频域滤波后所需子域的声谱图，可以看出，代表噪声和肺音成分的傅里叶系数值较小；604显示所需子域的傅里叶系数的多子域乘积(实际取乘积对数平方值)及门限，可以看出，代表噪声和肺音的采样点在多子域乘积中的数值较小。因此，可以根据多子域乘积的结果准确定位第二肺音数据中的心音片段，也即多子域乘积数值大于门限的片段，如605所示，图中方框所定位的即为心音片段。门限的阈值确定可以采用不同的方法，此例中采用了多子域乘积的均值与标准差之和作为阈值；精准确定了心音的位置之后，就能从第二肺音数据中剔除心音片段，可以恢复更清晰的肺音信号，也即第三肺音信号，此过程在下面步骤4中说明。
77.二、肺音信号采集系统为多通道系统，也即目标用户所对应的肺音数据为通过多通道系统采集的肺音数据，可以选择一路肺音较强的信号和一路心音较强的信号，采用自适应噪声消除来抑制心音，具体如下：
78.具体的，可以确定目标用户所对应的肺音数据中肺音信号强度大于第一预设值的第一通道和心音信号强度大于第二预设值的第二通道；基于第一通道的肺音数据以及第二通道的肺音数据，通过自适应噪声消除第二肺音数据中的心音片段，以得到第三肺音数据。如图7所示，图7为本发明实施例提供的肺音信号中的心音抑制示意图，通过自适应噪声消除法消除第二肺音数据中的心音片段，得到第三肺音数据。
79.步骤4、恢复第三肺音数据中的缺失片段，以得到第四肺音数据。
80.本步骤中，肺音数据库的创建装置可以首先确定第三肺音数据中的缺失片段所对应的前向片段和/或后向片段；并根据前向片段和/或后向片段，通过变换域系数恢复第三肺音数据中的缺失片段，以得到第四肺音数据。也即，将肺音信号中的心音片段去除后，可以是使用前向、后向或者双向预测利用变换域系数恢复肺音中缺失的部分。请参阅图8，图8为本发明实施例提供的心音去除后，利用傅里叶变换系数基于ar模型的双向线性预测恢复肺音的结果示意图。801表示有心音干扰的原始肺音，802表示从原始信号中去除了心音并进行了肺音恢复后的干净肺音。
81.步骤5、将第四肺音数据进行分段和调整，以确定目标用户所对应的目标肺音数据。
82.本步骤中，肺音数据库的创建装置可以将第四肺音数据按照呼吸周期进行分段，并将分段后的第四肺音数据进行动态时间调整，以得到目标用户所对应的目标肺音数据。也即为便于后续处理和使用，肺音数据库的创建装置可以将肺音信号按照呼吸周期进行分段。肺音信号分段既可使用算法自动分段，也可手动分段(本步骤中可以先自动分段必要时再手动调整的方法，在保证分段准确性的前提下节省人力和时间)。分段后的肺音样本采用动态时间规整进行归一化调整，方便后续特征提取与智能诊断等处理。
83.103、对每个用户所对应的目标肺音数据进行标注。
84.本实施例中，肺音数据库的创建装置可以对每个用户所对应的目标肺音数据进行
标注。数据库中数据样本的标注是决定数据库质量和可用价值的重要因素，必须由专业人士完成。专业人员对数据样本的标注内容包括研究人员对样本的描述如出现哮鸣音或水泡音、诊断结论如疾病种类和严重程度、呼吸相的起点和呼吸相的终点、有效数据时长。当数个专业人士的标注不一致时，请他们讨论协商给出最终结果，仍然无法统一意见时，采取少数服从多数原则。
85.104、根据肺音数据库中数据样本的命名规则对标注后每个用户所对应的目标肺音数据进行命名，以得到每个用户所对应的肺音数据样本。
86.本实施例中，肺音数据库的创建装置可以预先定义了肺音数据库中数据样本的命名规则，其中，数据库中数据样本的命名规则为：来源代码_子库编号_患者代码_采样部位编号_录音编号_病理音类型编号，下面分别进行说明：
87.来源代码是一个3位数字，代表数据信号的采集地点，如同济医院来源代码为001；
88.子库编号是一个2位数字，代表医生诊断的疾病类型，如01-普通肺炎、02-非典型性肺炎、03-新冠病毒感染、04-上呼吸道感染、05-哮喘病、06-慢性阻塞性肺病、07-肺气肿、08-肺积水以及09-肺癌等；
89.患者代码是一个4位数字，代表不同的病患；
90.采样部位编号是一个2位数字，01-左中上肺、02-左下肺、03-右中上肺、04-右下肺、05-左腋中肺、06-右腋中肺、07-背部左中上肺、08-背部左下肺、09-背部右中上肺以及10-背部右下肺；
91.录音编号是一个4位数字，代表不同的肺音段；
92.病理音类型编号是一个1位数字，0-未见异常、1-干啰音、2-湿啰音、3-哮鸣音、4-痰鸣音、5-捻发音、6-水泡音以及7-摩擦音等。
93.105、基于肺音数据库的组织结构将每个用户所对应的肺音数据样本进行存储，以完成肺音数据库的创建。
94.本实施例中，肺音数据库的创建装置首先考虑肺音数据库的组织结构，请参阅图9，图9为本发明实施例提供的肺音数据库中的组织结构示意图，其中，数据库中不仅要包括病患的数据样本，还应包括健康对照组的数据样本。病患的数据要按照不同的疾病类型构建分型子数据库。疾病类型包括普通肺炎、非典型性肺炎、新冠病毒感染、上呼吸道感染、哮喘病、慢性阻塞性肺病、肺气肿、肺积水、肺癌等。各分型子数据库再按照患者病情严重程度分组，如危重型、重型、普通型等。各个分组子数据库和健康对照组数据库除了包含原始数据样本外，还应包含经过数据预处理的样本，以方便后续的研究和利用。各分型子数据库按照先急后缓、先常见后罕见的原则逐步补充完善，例如优先建设新冠病毒肺炎子数据库。之后，肺音数据库的创建装置可以根据每个用户的情况对应存储至相应的子数据库。
95.需要说明的是，在实际应用过程中，为了保护患者的隐私和安全，应对患者信息进行脱敏处理以防止数据泄露，其中包含回顾性数据和匿名数据。
96.综上所述，可以看出，本发明提供的实施例中，采集多个用户中每个用户所对应的肺音数据，并通过对肺音数据进行预处理，得到格式统一的目标肺音数据，之后对其进行标注，并根据数据库中数据样本的命名规则对肺音数据进行命名，同时，基于肺音数据库的组织结构将每个用户所对应的肺音数据样本进行存储。由此，不但可以保证肺音数据库中数据样本的一致性，同时规范了肺音数据应保存的信息和怎样保存的组织形式以方便后续查
找和利用。
97.上面从肺音数据库的创建方法对本发明实施例进行了描述，下面从肺音数据库的创建装置对本发明实施例进行描述。
98.请参阅图10，本发明实施例中肺音数据库的创建装置的虚拟结构示意图，该肺音数据库的创建装置1000包括：
99.采集单元1001，用于采集多个用户中每个用户所对应的肺音数据；
100.预处理单元1002，用于对所述每个用户所对应的肺音数据进行预处理，以得到所述每个用户所对应的格式统一的目标肺音数据；
101.标注单元1003，用于对所述每个用户所对应的目标肺音数据进行标注；
102.命名单元1004，用于根据肺音数据库中数据样本的命名规则对标注后所述每个用户所对应的目标肺音数据进行命名，以得到所述每个用户所对应的肺音数据样本；
103.存储单元1005，用于基于所述肺音数据库的组织结构将所述每个用户所对应的肺音数据样本进行存储，以完成所述肺音数据库的创建，所述肺音数据库包括肺部病患的数据样本以及健康对照组的数据样本。
104.一种可能的设计中，所述预处理单元1002具体用于：
105.对目标用户所对应的肺音数据进行数据整理，以得到第一肺音数据，其中，所述目标用户为所述多个用户中的任意一个用户；
106.将所述第一肺音数据进行去噪，以得到第二肺音数据；
107.剔除所述第二肺音数据中的心音片段，以得到第三肺音数据；
108.恢复所述第三肺音数据中的缺失片段，以得到第四肺音数据；
109.将所述第四肺音数据进行分段和调整，以确定所述目标用户所对应的目标肺音数据。
110.一种可能的设计中，若所述目标用户所对应的肺音数据为通过单通道系统进行采集，所述预处理单元1002剔除所述第二肺音数据中的心音片段，以得到第三肺音数据包括：
111.对所述第二肺音数据进行变换域滤波，以得到期望子域中的肺音信号；
112.将所述期望子域中的变换域系数进行多子域乘积法处理，以确定所述第二肺音数据中包含的心音片段；
113.剔除所述第二肺音数据中包含的心音片段，以得到所述第三肺音数据。
114.一种可能的设计中，若所述目标用户所对应的肺音数据为通过单通道系统进行采集，所述预处理单元1002剔除所述第二肺音数据中的心音片段，以得到第三肺音数据包括：
115.将所述第二肺音数据进行短时傅里叶变换，以得到变换域中的变换系数；
116.根据所述变换系数生成所述第二肺音数据所对应的目标频谱；
117.根据频域滤波后的所述目标频谱确定期望子域的第二肺音数据的频谱；
118.基于所述期望子域第二肺音数据的频谱进行多子域乘积法处理，以定位所述第二肺音数据中的心音片段；
119.剔除所述第二肺音数据中的心音片段，以得到所述第三肺音数据。
120.一种可能的设计中，若所述目标用户所对应的肺音数据为通过多通道系统进行采集，所述预处理单元1002剔除所述第二肺音数据中的心音片段，以得到第三肺音数据包括：
121.确定所述目标用户所对应的肺音数据中肺音信号强度大于第一预设值的第一通
道和心音信号强度大于第二预设值的第二通道；
122.基于所述第一通道的肺音数据以及所述第二通道的肺音数据，通过自适应噪声消除所述第二肺音数据中的心音片段，以得到所述第三肺音数据。
123.一种可能的设计中，所述预处理单元1002恢复所述第三肺音数据中的缺失片段，以得到第四肺音数据包括：
124.确定所述缺失片段所对应的前向片段和/或后向片段；
125.根据所述前向片段和/或所述后向片段，通过变换域系数恢复所述第三肺音数据中的缺失片段，以得到所述第四肺音数据。
126.一种可能的设计中，所述预处理单元1002将所述第四肺音数据进行分段和调整，以确定所述目标用户所对应的目标肺音数据包括：
127.将所述第四肺音数据按照呼吸周期进行分段；
128.将分段后的所述第四肺音数据进行动态时间调整，以得到所述目标用户所对应的目标肺音数据。
129.一种可能的设计中，所述采集单元1001具体用于：
130.确定肺音信号采集时长以及采集部位；
131.确定所述多个用户中每个用户所对应的数据采集信息；
132.基于所述肺音信号采集时长以及所述采集部位对所述多个用户中每个用户进行采集，以得到所述多个用户中每个用户的肺音信息；
133.将所述肺音信息和所述数据采集信息确定为所述肺音数据。
134.上面图10从模块化功能实体的角度对本发明实施例中的肺音数据库的创建装置进行了描述，下面从硬件处理的角度对本发明实施例中的肺音数据库的创建装置进行详细描述，请参阅图11，本发明实施例中的肺音数据库的创建装置1100的实施例示意图，该肺音数据库的创建装置1100包括：
135.输入装置1101、输出装置1102、处理器1103和存储器1104(其中处理器1103的数量可以一个或多个，图11中以一个处理器1103为例)。在本发明的一些实施例中，输入装置1101、输出装置1102、处理器1103和存储器1104可通过通信总线或其它方式连接，其中，图11中以通信总线连接为例。
136.其中，通过调用存储器1104存储的操作指令，处理器1103，用于执行如下步骤：
137.采集多个用户中每个用户所对应的肺音数据；
138.对所述每个用户所对应的肺音数据进行预处理，以得到所述每个用户所对应的格式统一的目标肺音数据；
139.对所述每个用户所对应的目标肺音数据进行标注；
140.根据肺音数据库中数据样本的命名规则对标注后所述每个用户所对应的目标肺音数据进行命名，以得到所述每个用户所对应的肺音数据样本；
141.基于所述肺音数据库的组织结构将所述每个用户所对应的肺音数据样本进行存储，以完成所述肺音数据库的创建，所述肺音数据库包括肺部病患的数据样本以及健康对照组的数据样本。
142.通过调用存储器1104存储的操作指令，处理器1103，还用于执行图1对应的实施例中的任一方式。
143.请参阅图12，图12为本发明实施例提供的电子设备的实施例示意图。
144.如图12所示，本发明实施例提供了一种电子设备，包括存储器1210、处理器1220及存储在存储器1210上并可在处理器1220上运行的计算机程序1211，处理器1220执行计算机程序1211时实现以下步骤：
145.采集多个用户中每个用户所对应的肺音数据；
146.对所述每个用户所对应的肺音数据进行预处理，以得到所述每个用户所对应的格式统一的目标肺音数据；
147.对所述每个用户所对应的目标肺音数据进行标注；
148.根据肺音数据库中数据样本的命名规则对标注后所述每个用户所对应的目标肺音数据进行命名，以得到所述每个用户所对应的肺音数据样本；
149.基于所述肺音数据库的组织结构将所述每个用户所对应的肺音数据样本进行存储，以完成所述肺音数据库的创建，所述肺音数据库包括肺部病患的数据样本以及健康对照组的数据样本。
150.在具体实施过程中，处理器1220执行计算机程序1211时，可以实现图1对应的实施例中任一实施方式。
151.由于本实施例所介绍的电子设备为实施本发明实施例中一种肺音数据库的创建装置所采用的设备，故而基于本发明实施例中所介绍的方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该电子设备如何实现本发明实施例中的方法不再详细介绍，只要本领域所属技术人员实施本发明实施例中的方法所采用的设备，都属于本发明所欲保护的范围。
152.请参阅图13，图13为本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质的实施例示意图。
153.如图13所示，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质1300，其上存储有计算机程序1311，该计算机程序1311被处理器执行时实现如下步骤：
154.采集多个用户中每个用户所对应的肺音数据；
155.对所述每个用户所对应的肺音数据进行预处理，以得到所述每个用户所对应的格式统一的目标肺音数据；
156.对所述每个用户所对应的目标肺音数据进行标注；
157.根据肺音数据库中数据样本的命名规则对标注后所述每个用户所对应的目标肺音数据进行命名，以得到所述每个用户所对应的肺音数据样本；
158.基于所述肺音数据库的组织结构将所述每个用户所对应的肺音数据样本进行存储，以完成所述肺音数据库的创建，所述肺音数据库包括肺部病患的数据样本以及健康对照组的数据样本。
159.在具体实施过程中，该计算机程序1311被处理器执行时刻以实现图1对应的实施例中任一实施方式。
160.需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
161.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实
施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
162.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
163.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
164.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
165.本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机软件指令，当计算机软件指令在处理设备上运行时，使得处理设备执行如图1对应实施例中的流程。
166.所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存储的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，ssd))等。
167.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
168.在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
169.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显
示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
170.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
171.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
172.以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种肺音数据库的创建方法，其特征在于，包括：采集多个用户中每个用户所对应的肺音数据；对所述每个用户所对应的肺音数据进行预处理，以得到所述每个用户所对应的格式统一的目标肺音数据；对所述每个用户所对应的目标肺音数据进行标注；根据肺音数据库中数据样本的命名规则对标注后所述每个用户所对应的目标肺音数据进行命名，以得到所述每个用户所对应的肺音数据样本；基于所述肺音数据库的组织结构将所述每个用户所对应的肺音数据样本进行存储，以完成所述肺音数据库的创建，所述肺音数据库包括肺部病患的数据样本以及健康对照组的数据样本。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述每个用户所对应的肺音数据进行预处理，以得到所述每个用户所对应的目标肺音数据包括：对目标用户所对应的肺音数据进行数据整理，以得到第一肺音数据，其中，所述目标用户为所述多个用户中的任意一个用户；将所述第一肺音数据进行去噪，以得到第二肺音数据；剔除所述第二肺音数据中的心音片段，以得到第三肺音数据；恢复所述第三肺音数据中的缺失片段，以得到第四肺音数据；将所述第四肺音数据进行分段和调整，以确定所述目标用户所对应的目标肺音数据。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若所述目标用户所对应的肺音数据为通过单通道系统进行采集，所述剔除所述第二肺音数据中的心音片段，以得到第三肺音数据包括：对所述第二肺音数据进行变换域滤波，以得到期望子域中的肺音信号；将所述期望子域中的变换域系数进行多子域乘积法处理，以确定所述第二肺音数据中包含的心音片段；剔除所述第二肺音数据中包含的心音片段，以得到所述第三肺音数据。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若所述目标用户所对应的肺音数据为通过单通道系统进行采集，所述剔除所述第二肺音数据中的心音片段，以得到第三肺音数据包括：将所述第二肺音数据进行短时傅里叶变换，以得到变换域中的变换系数；根据所述变换系数生成所述第二肺音数据所对应的目标频谱；根据频域滤波后的所述目标频谱确定期望子域的所述第二肺音数据的频谱；基于所述期望子域的第二肺音数据的频谱进行多子域乘积法处理，以定位所述第二肺音数据中的心音片段；剔除所述第二肺音数据中的心音片段，以得到所述第三肺音数据。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若所述目标用户所对应的肺音数据为通过多通道系统进行采集，所述剔除所述第二肺音数据中的心音片段，以得到第三肺音数据包括：确定所述目标用户所对应的肺音数据中肺音信号强度大于第一预设值的第一通道和心音信号强度大于第二预设值的第二通道；
基于所述第一通道的肺音数据以及所述第二通道的肺音数据，通过自适应噪声消除所述第二肺音数据中的心音片段，以得到所述第三肺音数据。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述恢复所述第三肺音数据中的缺失片段，以得到第四肺音数据包括：确定所述缺失片段所对应的前向片段和/或后向片段；根据所述前向片段和/或所述后向片段，通过变换域系数恢复所述第三肺音数据中的缺失片段，以得到所述第四肺音数据。7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述第四肺音数据进行分段和调整，以确定所述目标用户所对应的目标肺音数据包括：将所述第四肺音数据按照呼吸周期进行分段；将分段后的所述第四肺音数据进行动态时间调整，以得到所述目标用户所对应的目标肺音数据。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述采集多个用户中每个用户所对应的肺音数据包括：确定肺音信号采集时长以及采集部位；确定所述多个用户中每个用户所对应的数据采集信息；基于所述肺音信号采集时长以及所述采集部位对所述多个用户中每个用户进行采集，以得到所述多个用户中每个用户的肺音信息；将所述肺音信息和所述数据采集信息确定为所述肺音数据。9.一种肺音数据库的创建装置，其特征在于，包括：采集单元，用于采集多个用户中每个用户所对应的肺音数据；预处理单元，用于对所述每个用户所对应的肺音数据进行预处理，以得到所述每个用户所对应的格式统一的目标肺音数据；标注单元，用于对所述每个用户所对应的目标肺音数据进行标注；命名单元，用于根据肺音数据库中数据样本的命名规则对标注后所述每个用户所对应的目标肺音数据进行命名，以得到所述每个用户所对应的肺音数据样本；存储单元，用于基于所述肺音数据库的组织结构将所述每个用户所对应的肺音数据样本进行存储，以完成所述肺音数据库的创建，所述肺音数据库包括肺部病患的数据样本以及健康对照组的数据样本。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述预处理单元具体用于：对目标用户所对应的肺音数据进行数据整理，以得到第一肺音数据，其中，所述目标用户为所述多个用户中的任意一个用户；将所述第一肺音数据进行去噪，以得到第二肺音数据；剔除所述第二肺音数据中的心音片段，以得到第三肺音数据；恢复所述第三肺音数据中的缺失片段，以得到第四肺音数据；将所述第四肺音数据进行分段和调整，以确定所述目标用户所对应的目标肺音数据。

技术总结
本发明实施例提供了一种肺音数据库的创建方法及相关设备，不但可以保证肺音数据库中数据样本的一致性，同时规范了肺音数据应保存的信息和怎样保存的组织形式以方便后续查找和利用。该方法包括：采集多个用户中每个用户所对应的肺音数据；对每个用户所对应的肺音数据进行预处理，以得到每个用户所对应的格式统一的目标肺音数据；对每个用户所对应的目标肺音数据进行标注；根据肺音数据库中数据样本的命名规则对标注后每个用户所对应的目标肺音数据进行命名，以得到每个用户所对应的肺音数据样本；基于肺音数据库的组织结构将每个用户所对应的肺音数据样本进行存储，肺音数据库包括肺部病患的数据样本以及健康对照组的数据样本。样本。样本。


技术研发人员：张建敏 王小江 曾和松 朱红玲 赖金胜 王超 刘文青 刘霞
受保护的技术使用者：江汉大学
技术研发日：2023.03.27
技术公布日：2023/8/14