基于MATLAB与希尔伯特变换的心音信号包络提取系统

资 源 简 介

本MATLAB项目专为心音信号分析设计，通过希尔伯特变换算法提取信号包络，用于时域特征分析和心音事件检测。功能涵盖信号预处理、解析信号计算及包络提取，为心血管疾病辅助诊断提供技术支持。

详 情 说 明

基于希尔伯特变换的心音信号包络提取系统

项目介绍

本项目实现了一个专业的心音信号分析系统，主要用于心音信号的时域特征分析和包络提取。系统通过希尔伯特变换算法对心音信号进行处理，提取信号的包络信息，为心音事件检测、心脏周期分析和病理特征识别提供可靠的技术支持。该系统集成了信号预处理、包络提取和结果可视化等功能模块，适用于医疗诊断辅助和生理信号分析研究。

功能特性

• 信号预处理：支持心音信号的滤波和去噪处理，可配置带通滤波器参数
• 希尔伯特变换：采用高效的希尔伯特变换算法计算解析信号
• 包络提取：从解析信号中精确提取包络信息并进行平滑处理
• 多维可视化：同步显示原始心音信号波形和提取的包络信号
• 特征分析：自动计算包络特征参数（最大值/最小值位置、持续时间等）
• 质量评估：生成包含信噪比、包络平滑度等指标的分析报告

使用方法

基本操作流程

1. 准备输入数据：支持WAV格式或MAT格式的心音信号文件
2. 配置分析参数：

- 设置采样频率（通常为1000-4000 Hz） - 调整滤波参数（带通滤波器截止频率建议设置为20-150 Hz）

1. 运行主程序进行信号处理和分析
2. 查看输出结果：

- 原始心音信号时域波形图 - 提取的包络信号数据数组 - 包络信号时域可视化图 - 包络特征参数统计 - 分析质量报告

参数配置示例

% 设置采样频率 sampling_rate = 2000; % Hz

% 配置滤波器参数 low_cutoff = 20; % 低截止频率 high_cutoff = 150; % 高截止频率

系统要求

软件环境

• MATLAB R2018a或更高版本
• 信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）

硬件建议

• 内存：至少4GB RAM
• 处理器：Intel Core i5或同等性能以上
• 存储空间：至少1GB可用空间

文件说明

主程序文件承载了系统的核心功能实现，包括心音信号的完整处理流程。具体实现了信号数据的读取与验证、预处理滤波操作、希尔伯特变换计算、包络信息提取与优化、多维度结果可视化以及分析报告生成等关键功能模块。该文件整合了所有算法组件，提供完整的从原始信号输入到分析结果输出的端到端处理能力。