Методи економного кодування електрокардіограм

Abstract

Електрокардіограма є одним із найважливіших фізіологічних сигналів, що відіграє важливу роль у діагностиці та аналізі серцево-судинних захворювань. Саме тому постає питання швидкого та коректного одержання показників електрокардіограми, а також їх захисту, зберігання та передачі. Метою даного дослідження є розгляд методів економного кодування електрокардіограм та виконання їх порівняльного аналізу за ступенем стиснення (CR) та відсотком середнього квадрату різниці (PRD). Методи кодування ЕКГ можна поділити на дві категорії: методи кодування без втрат та із втратами. Більшого поширення набули методи стиснення із втратами, так як мають більший ступінь стиснення при відносно невисокому відсотку квадраті різниці. Методи стиснення із втратами можна поділити на: 1) методи безпосереднього стиснення; 2) трансформаційні методи; 3) параметричні методи. В результаті дослідження було виділено оптимальний метод стиснення ЕКГ сигналу «зміненими» Гаусовими імпульсами. Запропонований метод дозволяє стискати ЕКГ за найвищим ступенем стиснення (20:1) при збереженні необхідної для діагностики точності відтворення сигналу; Электрокардиограмма является одним из важнейших физиологических сигналов, который играет важную роль в диагностике и анализе сердечнососудистых заболеваний. Именно поэтому встает вопрос быстрого и корректного получения показателей электрокардиограммы, а также их защиты, хранения и передачи. Целью данного исследования является рассмотрение методов экономного кодирования электрокардиограмм и выполнения их сравнительного анализа за степенью сжатия (CR) и процентом среднего квадрата разности (PRD). Методы кодирования ЭКГ можно разделить на две категории: методы кодирования без потерь и с потерями. Более распространены методы сжатия с потерями, так как имеют высшую степень сжатия при относительно невысоком проценте квадрате разности. Методы сжатия с потерями можно разделить на: 1) методы непосредственного сжатия; 2) трансформационные методы; 3) параметрические методы. В результате исследования было выделено оптимальный метод сжатия ЭКГ сигнала «измененными» Гауссовыми импульсами. Предложенный метод позволяет сжимать ЭКГ с высокой степенью сжатия (20:1) при сохранении необходимой для диагностики точности воспроизведения сигнала; Electrocardiogram is one of the most important physiological signals. It plays an important role in the diagnosis and analysis of cardiovascular disease. That is why the question of obtaining quick and correct ECG performance and its protection, storage and transmission is very important. The goal of this research is to examine economic performance of ECG compression methods, and the comparative analysis of methods depending of compression ratio (CR) and the percentage mean square difference (PRD). ECG coding techniques can be divided into two categories: lossless methods and lossy methods. More wide are using lossy methods, as they have a greater degree of compression ratio with low percentage mean square difference. Lossy compression can be divided into: 1) direct methods; 2) transformation methods; 3) parameter extraction methods. The study identified the optimal ECG signal compression method "modified" Gaussian pulses. The proposed method allows compressing ECG signal with highest compression ratio (20:1) while maintaining the required accuracy for the playback signal.