心音信号的分析和研究一直是引人注目的研究课题和热点。在心音分析方法上，从传统的模拟心音图上进行的时域分析、频域分析、功率谱分析发展为时频分析。心音时频分析较为典型的方法有短时傅里叶变换、自回归模型、小波变换等。随着对心音信号生理和病理等方面研究的开展及深入，现代信号处理技术的快速发展和应用，越来越多的研究结果表明心音信号的检测及分析研究在医疗等相关应用中具有重要的意义。　　 本课题为“心音信号的频谱及时频分析研究”。首先，对经典和现代功率谱估计的算法原理进行介绍。然后，将其应用到正常和典型异常心音信号的第一心音、第二心音的频率特征分析中。最后，采用自适应锥形核时频分析方法对心音信号的时频特征进行统计和分析，将一维时间信号映射到一个二维的时频平面，进一步掌握信号的频率是如何随时间变化的。　　 本文主要从以下几个方面展开具体的研究工作：　　 (1)心脏的生理活动和心音的产生机制：主要介绍了心音信号的产生机理、心音信号的成分组成、正常和异常心音信号的时频特征以及心音信号的采集系统。从生理和病理的角度对心音信号进一步的掌握和了解，为以后的分析和研究打下坚实的理论基础。　　 (2)心音信号的预处理：心音信号在采集的过程中不可避免的受到噪声的干扰，为了分析和去除噪声的干扰，提高测量的精确性。本章主要利用小波变换对心音信号进行去噪处理，取得了较好的效果，验证了理论的有效性。　　 (3)心音信号功率谱分析方法的比较研究：首先，分别对经典功率谱分析和现代功率谱分析的理论方法进行介绍，然后，将其应用到心音信号的分析中，对正常心音信号和典型的异常心音信号进行分析，对比结果，得出结论。　　 (4)自适应锥形核心音信号的时频分析：心音信号的时频分析，采用时间-频率联合分布表示信号，将一维的时间信号映射到一个二维的时频平面，在时频域内对信号进行分析，清楚的了解信号的频率是如何随时间变化的。从而，为心音信号的特征提取提供了较好的理论依据。　　 研究结果表明：利用小波变换对心音信号进行预处理，取得了较好的消噪效果。采用经典和现代功率谱分析对正常和典型异常心音信号的第一心音、第二心音信号进行频率分析。实验表明，正常第一心音和第二心音的能量主要集中在在10Hz～100Hz 以内，第一心音在50Hz左右的范围内，出现谱峰；第二心音分别在50Hz和100Hz左右的范围内依次出现两个谱峰；异常的心音信号，能量趋向于高频，主要大致集中在50Hz～300Hz之间，第一心音的谱峰大约出现在100Hz-150Hz左右的范围，第二心音的两个谱峰分别出现在大约100Hz和200Hz左右的范围。这与文献[1,2]中给出的频带范围十分相似，由此验证了本文中频率检测算法的正确性，为正常与异常心音信号的辨别提供了坚实的理论基础。最后采用自适应锥形核时频分析方法对心音信号的时频特征进行提取，准确的揭示了心音信号的频率随时间变化的情况。心音信号的检测和分析具有重要的临床应用价值，值得进一步深入的研究。