基于两级神经网络的心音分割

心音信号是分析诊断心脏疾病的重要信号，而心音分割是对其进行分析处理之前必不可少的一步。本文通过将心音分割任务分离为定位与识别两个子任务，提出一种两级卷积神经网络，由定位网络和判别网络两级构成，分别完成心音信号的识别与定位。首先将原始信号通过滑动窗口进行分帧，然后通过短时傅里叶变换得到其频谱，再通过梅尔滤波器得到其梅尔频谱系数（Mel frequency spectral coefficient， MFSC）特征，输入第1个定位网络对其是否为心音段进行判断，如果是的话，再输入判别神经网络，识别第一心音与第二心音，从而实现心音的分割。最后利用多帧结果投票，减小误判。同时，在卷积神经网络中引入空间注意力机制，实验结果表明，这种加入了注意力机制的两级神经网络模型在心音分割任务上比使用单个卷积神经网络分类模型的准确率更高，也使得模型更加简单，轻量化。