基于自适应预测和改进变长编码的心电信号实时无损压缩方法及装置

摘要

一种基于自适应预测和改进变长编码的心电信号实时无损压缩方法，所述方法包括以下步骤：1)自适应分区预测，将实时的心电波形根据其波动强度划分为不同分区，所述分区包括：a)初始区，b)R波区，c)平坦区，d)波动区；自适应地选择对于当前分区最优的线性预测方法；2)改进变长编码，采用4比特编码出现概率最高的2⁴＝16种预测误差，其余预测误差采用12比特输出原始数据，并将编码后的数据两两打包，得到每个数据包长度固定为一、二或三个字节。以及提供一种基于自适应预测和改进变长编码的心电信号实时无损压缩装置。本发明兼有实时性、无损性和低功耗。

主权项

一种基于自适应预测和改进变长编码的心电信号实时无损压缩方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：1)自适应分区预测，将实时的心电波形根据其波动强度划分为不同分区，所述分区包括：a)初始区，用于表示系统启动后的初始化状态；b)R波区，用于表示R波或QRS波群所在的区域；c)平坦区，用于表示相邻R波间波形较为平坦的区域；d)波动区，用于表示平坦区到R波区的过度区域，即R波到来前的短暂区域；自适应地选择对于当前分区最优的线性预测方法，过程如下：1.1)R波检测方法，对斜率设定阈值来检测R波的上升沿和下降沿，当连续出现多点斜率大于阈值时，则判定识别到R波边沿；1.2)分区转换控制方法，根据1.1)的检测结果来控制分区间的相互转换，过程为：1.2.1)当检测到R波上升沿，进入R波区；1.2.2)在检测到R波上升沿后的长度为经验值的窗口内，若检测到R波下降沿，则判定该R波为真，维持R波区直到R波窗口结束，进入平坦区；1.2.3)若在上述窗口内未检测到R波下降沿，则判定该R波为假，回到初始区；1.2.4)通过存储心跳周期长度来预测下一个R波的到来时间，当预测R波即将出现时，进入波动区；1.3)自适应预测方法，根据1.2)的当前分区自适应地采用最优化的线性预测方法，采用的线性预测方法包括0阶、1阶和2阶预测：对于波动强度较大的R波区和波动区，采用2阶线性预测方法；对于波形较为平稳的平坦区，采用0阶线性预测方法；对于初始区，采用1阶预测方法；2)改进变长编码，采用4比特编码出现概率最高的2⁴＝16种预测误差，其余预测误差采用12比特输出原始数据，并将编码后的数据两两打包，得到每个数据包长度固定为一、二或三个字节。