可預估PRD之心電圖壓縮演算法設計與實現

許家榮(Chia-Jung Hsu)

指導教授 ： 曾傳蘆

國立臺北科技大學/機電學院/電機工程系所/碩士(2005年)

摘要

在醫療應用上，心電圖有時候必需進行長時間的記錄，因此在儲存和傳輸的觀點上，心電圖有壓縮上的必要性。在近幾年心電圖壓縮的相關研究中，其中以小波轉換為基礎的壓縮方法最常被討論。又由於在心電圖壓縮研究之中，對於重建品質的要求非常嚴格，因此本論文的研究目的主要是發展出一個以小波轉換為基礎，可預估重建品質的壓縮法。
在本論文的研究之中，利用小波轉換的正交性，並以能量的觀點，來推導出在小波轉換後因為壓縮處理所造成時域訊號失真現象的能量關係式，並利用此關係式來推導出小波轉換誤差與重建誤差之關係式。此舉除了有助於重建品質控制外，另可產生兩個優點：(1)不需要做反轉換的動作，就可以得知在小波轉換後的壓縮處理所造成的失真現象，以減少計算量。(2)利用此能量關係式，對於以小波轉換為基礎並配合臨界值取捨方式的壓縮法，我們可以在所規定的PRD範圍內，搜尋出一個具有最佳壓縮比的臨界值。
因此本論文所發展的演算法除了具有可預測壓縮品質的優點外，利用此種臨界值決定方法並配合run length coding，亦可產生良好的壓縮比。最後，我們利用Matlab軟體並配合MIT-BIH的資料庫進行模擬，以模擬結果來證明本論文所提理論之可行性，並配合DSP程式實現本論文所提之演算法。

關鍵字

心電圖 ； 資料壓縮 ； 小波轉換 ； PRD

並列摘要

無資料

並列關鍵字

ECG ； data compression ； wavelet transform ； PRD

參考文獻

[1] G. B. Moody, The MIT-BIH arrhythmia database CD-ROM, Harvard-MIT division of health sciences and technology, 1997.

[4] J. R. Cox, F. M. Nolle, H. A. Fozzard, and G. C. Oliver, "AZTEC, a preprocessing program for real-time ECG rhythm analysis," IEEE Transactions on Biomedical Engineering. vol. BME-15. 1968, pp. 128-129.

[5] R. C. Barr, S. M. Blanchard, and D. A. Dipersio, "SAPA-2 is the Fan," IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. BME-32. 1985, pp. 337.

[6] S. Jalaleddine, C. Hutchenson, R. Strattan, and W. Coberly, "ECG data compression techniques-a unified approach," IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. 37, no. 4, 1990, pp. 329-343.

[7] J. P. Abenstein and W. J. Tompkins, "New data-reduction algorithm for real-time ECG analysis," IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. BME-29, 1982, pp. 43-48.