41 research outputs found
Efficient method for events detection in phonocardiographic signals
The auscultation of the heart is still the first basic analysis tool used to evaluate the functional state of the
heart, as well as the first indicator used to submit the patient to a cardiologist. In order to improve the diagnosis
capabilities of auscultation, signal processing algorithms are currently being developed to assist the physician at
primary care centers for adult and pediatric population. A basic task for the diagnosis from the phonocardiogram
is to detect the events (main and additional sounds, murmurs and clicks) present in the cardiac cycle. This is
usually made by applying a threshold and detecting the events that are bigger than the threshold. However,
this method usually does not allow the detection of the main sounds when additional sounds and murmurs
exist, or it may join several events into a unique one. In this paper we present a reliable method to detect
the events present in the phonocardiogram, even in the presence of heart murmurs or additional sounds. The
method detects relative maxima peaks in the amplitude envelope of the phonocardiogram, and computes a set
of parameters associated with each event. Finally, a set of characteristics is extracted from each event to aid
in the identification of the events. Besides, the morphology of the murmurs is also detected, which aids in the
differentiation of different diseases that can occur in the same temporal localization. The algorithms have been
applied to real normal heart sounds and murmurs, achieving satisfactory results.This work has been supported by Fundación Séneca of Región de Murcia and Ministerio de Ciencia y Tecnología
of Spain, under grants PB/63/FS/02 and TIC2003-09400-C04-02, respectively
Automatic system for quality-based classification of marble textures
In this paper, we present an automatic system and algorithms for the classification of marble slabs into different groups in real time in production line, according to slabs quality. The application of the system is aimed at the marble industry, in order to automate and improve the manual classification process of marble slabs carried out at present. The system consists of a mechatronic prototype, which houses all the required physical components for the acquisition of marble slabs images in suitable light conditions, and computational algorithms, which are used to analyze the color texture of the marble surfaces and classify them into their corresponding group. In order to evaluate the color representation influence on the image analysis, four color spaces have been tested: RGB, XYZ, YIQ, and K-L. After the texture analysis performed with the sum and difference histograms algorithm, a feature extraction process has been implemented with principal component analysis. Finally, a multilayer perceptron neural network trained with the backpropagation algorithm with adaptive learning rate is used to classify the marble slabs in three categories, according to their quality. The results (successful classification rate of 98.9%) show very high performance compared with the traditional (manual) system
Compression system for the phonocardiographic signal
An FPGA-based approach is proposed for implementing a compression system developed specifically for the signal of phonocardiogram. The compression method offers better rate and distorsion than standard audio compression techniques. Both the algorithm and the details on the solutions adopted for its implementation are presented in this paper.This work has been supported by Ministerio de Ciencia y Tecnología of Spain, under grant TIN2006-15460-C04-04
FPGA-based implementation of the instantaneus frequency estimation of phonocardiographic signals
The instantaneous frequency can be used to provide information about how the
frequency content of the phonocardiogram signal varies in time, in order to characterize
the heart sounds and murmurs. The instantaneous frequency of a signal can be calculated
from the discrete Hilbert transform, computed through the moving discrete Hartley
transform, which reduces the computation time. To compute in real time the instantaneous
frequency, the algorithms have been implemented in a FPGA device, exploiting the high
performance and flexibility of reconfigurable hardware. The results obtained from the
FPGA show high accuracy in comparison to those computed with MatlabThis work has been supported by Fundación Séneca
of Región de Murcia and Ministerio de Ciencia y Tecnología of Spain, under grants PB/63/FS/02 and
TIC2003-09400-C04-02, respectively
Synthesis on programmable analog devices from VHDL-AMS
Nowadays, the microelectronics market is characterized by an increasing complexity and integration, in particular in the field of application specific integrated circuits (ASICs) not only for digital but also for mixed-signal designs. The lack of a well defined methodology for analog synthesis, similar to the digital field means a serious drawback for analog and mixed signal design development. In this sense, the arise of VHDL-AMS is a recent evolution which promises to link analog design automation tasks into a coherent framework, in a similar fashion that digital design. In this paper, a tool to perform automated synthesis of analog systems, described in VHDL-AMS, into analog programmable devices is presented. The tool is focused to synthesise filters, wave-shaping circuits, amplifiers and in general most circuits supported by programmable technology. It is demonstrated with a practical example of a analog system composed by two filters and two controllable gain stages.This work has been supported by Ministerio de Ciencia y Tecnología
of Spain, under grant TIC2003-09400-C04-02
Estructura jerárquica de un sistema de diagnóstico basado en la señal fonocardiográfica
En este artículo se presenta una estructura jerárquica basada
en la abstracción de señales para el análisis e interpretación
de la señal fonocardiográfica con el objetivo de servir de
ayuda al diagnóstico de patologías valvulares. La estructura
consta de diferentes niveles, que a su vez están compuestos
de varios bloques de procesamiento que realizan tareas muy
definidas. Entre las técnicas propuestas se encuentran el
cálculo de la frecuencia instantánea para proporcionar
información en el plano tiempo-frecuencia, o el de la
autocorrelación de envolventes como método robusto para
detectar el ritmo cardiaco medio a partir únicamente de la
señal fonocardiográfica. Además, el método empleado para
detectar y separar eventos resulta muy efectivo incluso en el
caso de sonidos unidos a soplos.Este trabajo ha sido financiado parcialmente por la
Fundación Séneca de la Región de Murcia y el Ministerio
de Ciencia y Tecnología, mediante la concesión de los
proyectos PB/63/FS/02 y TIC2003-09400-C04-02,
respectivamente
Compresión de fonocardiogramas mediante las transformadas wavelet y wavelet packet
En este artículo se describe un método específico para la
compresión del fonocardiograma. Este método emplea la
transformada wavelet, descartando aquellos coeficientes
inferiores a un determinado umbral (compresión con
pérdidas) junto a otros métodos adicionales para aumentar
la tasa de compresión, como la codificación Huffman y la
codificación RLE (compresión sin pérdidas). Los resultados
muestran mejor tasa de compresión y menor distorsión que
las obtenidas mediante las técnicas estándar de compresión
de audio, debido a que el método propuesto está
específicamente diseñado para la banda de frecuencias de
interés de las señales fonocardiográficas.Este trabajo ha sido financiado parcialmente por la
Fundación Séneca de la Región de Murcia y el Ministerio
de Ciencia y Tecnología, mediante la concesión de los
proyectos PB/63/FS/02 y TIC2003-09400-C04-02,
respectivamente
Remote monitoring and automatic analysis of phonocardiographic signals in climbing of high mountains
The climbing of high mountains, like the Himalayas,
comes accompanied, as result of the deficit of oxygen, of
certain changes of the hemodynamics, that can derive
sometimes in High Altitude Pulmonary Edema (HAPE).
With the objective to analyze the cardiological effects
of that hemodynamics changes, a satellite monitoring of
phonocardiographic (PCG) signals and pulseoxymetric
data of a mountain climber was made during the
development of the climbing to the Broad Peak, of 8,047
meters, located in the mountain range of the Karakorum,
in Pakistan.
Using an electronic estethoscope, signals were
registered and sent to the hospital medical staff in Murcia
by means of satellite phone, to be compared with basal
registers. Different techniques for analysis in frequency
and time domains were developed, mainly to detect and
measure the first and second heart sounds and to observe
possible modifications in the phonocardiographic
patterns related to the altitude and pulseoxymetric data.This work has been partially supported by Ministerio
de Ciencia y Tecnología of Spain, under grant TIC2003-
09400-C04-02
Circuitos y funciones electrónicas
El propósito de este libro es servir de guía a la asignatura Circuitos y Funciones Electrónicas, asignatura común en los Grados en Ingeniería en Sistemas de Telecomunicación y en Ingeniería Telemática de la E.T.S. de Ingeniería de Telecomunicación de la Universidad Politécnica de Cartagena. Se trata de una asignatura impartida en el segundo curso de estas titulaciones que parte de los conocimientos adquiridos por el alumno en asignaturas previas del plan de estudios correspondientes a las materias básicas y a parte de las materias comunes a la rama de telecomunicación, en particular: Álgebra, Física, Sistemas y Circuitos, y Componentes y Dispositivos Electrónicos. Esta asignatura supone el primer contacto del alumno con las funciones electrónicas básicas, tanto analógicas como digitales, y los circuitos electrónicos con los que se construyen. Se pretende que el alumno adquiera la base científica y tecnológica necesaria para el análisis y diseño de los circuitos que componen los sistemas electrónicos, y proporcionarle las competencias necesarias para permitirle resolver problemas de análisis y síntesis de sistemas electrónicos de mediana complejidad con componentes mayoritariamente integrados. La estructura de este texto sigue la de la asignatura a la que va dirigido, en la que se establecen tres bloques temáticos: funciones y circuitos electrónicos analógicos, funciones y circuitos lógicos combinacionales y funciones lógicas secuenciales. La amplitud de contenidos de esta asignatura y la estricta limitación en el número de créditos que tiene asignados en el plan de estudios han exigido a los autores de esta guía una selección cuidadosa de los contenidos y un considerable esfuerzo para aquilatar de forma muy precisa el equilibrio extensión-profundidad de los temas, que se han acompañado de un extensa colección de ejercicios resueltos para facilitar la fijación de los conceptos presentados
Prácticas de circuitos y funciones electrónicas
El objetivo de este libro es guiar al alumno en la realización de las prácticas de la asignatura Circuitos y Funciones Electrónicas, asignatura común en los Grados en Ingeniería en Sistemas de Telecomunicación y en Ingeniería Telemática de la E.T.S. de Ingeniería de Telecomunicación de la Universidad Politécnica de Cartagena. Estas prácticas son el complemento de la parte teórica y se deben realizar en el laboratorio, utilizando el material electrónico y la instrumentación disponibles. El conjunto de las prácticas se divide en dos bloques: analógica y digital. En el primer bloque se realizan cuatro prácticas. En las tres primeras el alumno montará y verificará el comportamiento de diversas funciones electrónicas analógicas y en la cuarta práctica se simularán fuentes conmutadas. En el segundo bloque, se realizan siete prácticas de funciones electrónicas digitales. Cada práctica está estructurada de manera que guíe al alumnado en la realización de la misma, indicando los montajes y medidas que debe realizar. Al final de este manual se han incluido diversos Anexos con información complementaria para la realización de las prácticas y del Informe de Prácticas que debe presentarse a la finalización de las mismas