Σύστημα Αναγνώρισης Ήχων Καρδιάς και Πνεύμονα μέσω της Τεχνικής Audio Fingerprinting

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζεται και προσομοιώνεται ένα σύστημα, το οποίο κάνει χρήση των ακουστικών αποτυπωμάτων (audio fingerprints) για την αναγνώριση βιοϊατρικών σημάτων, και συγκεκριμένα ήχων καρδιάς και πνεύμονα.

Σκοπός της εργασίας αυτής είναι να συνδυάσει και να εκμεταλλευτεί τις δυνατότητες που παρέχει η τεχνική αυτή, σχετικά με την ανάλυση και την αναγνώριση με μοναδικό τρόπο ενός ηχητικού αντικειμένου, προς όφελος της έγκυρης ιατρικής διάγνωσης.

Η υλοποίηση του συστήματος βασίστηκε στο σύστημα ελεύθερου λογισμικού Dejavu. Το συγκεκριμένο σύστημα είναι υλοποιημένο σε Python και βασίζεται στην τεχνολογία Audio Fingerprinting με χρήση Hash Functions. Στα πλαίσια της παρούσας αναλύεται τόσο η διαδικασία εξαγωγής του ακουστικού αποτυπώματος , όσο και η μέθοδος αναζήτησης στη βάση δεδομένων. Στο τέλος, παρέχονται προτάσεις για μία καλύτερη προσέγγιση της κεντρικής ιδέας που αντιπροσωπεύεται, με στόχο την αξιοποίηση της συγκεκριμένης τεχνολογίας για την ενίσχυση της διαγνωστικής διαδικασίας σε συνδυασμό με τον επιβλέποντα ιατρό.

Η δομή της διπλωματικής εργασίας συνοψίζεται ως ακολούθως: Σε πρώτο στάδιο πραγματοποιείται μία σύντομη βιβλιογραφική αναφορά στις παθήσεις του καρδιαγγειακού και αναπνευστικού συστήματος και στις βασικές τεχνικές διάγνωσης αυτών. Στη συνέχεια, αφού ορίζεται η έννοια του audio fingerprint και άλλες βασικές έννοιες και παράμετροι, περιγράφεται αναλυτικά η διαδικασία του audio fingerprinting και οι περιορισμοί που τίθενται. Επιπλέον, αναλύονται εφαρμογές συστημάτων που χρησιμοποιούν ακουστικά αποτυπώματα και οι βασικές τεχνολογίες αυτού του είδους που έχουν αναπτυχθεί. Τέλος, περιγράφεται το σύστημα που χρησιμοποιήθηκε και παρατίθενται τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων καθώς και τα συμπεράσματα.