一种基于向量环的心电信号压缩方法、终端设备及介质技术

本发明专利技术涉及一种基于向量环的心电信号压缩方法、终端设备及介质，该方法中包括：获取心电数据中各导联对应的平均心博电压作为各导联的模板电压；基于各导联的模板电压，得到心电向量环模板；当接收到待压缩心电数据时，将心电向量环模板反向映射至多导联心电数据模式后，遍历待压缩心电数据中的每个心博，将每个心博的电压减去心电向量环模板反向映射后的对应导联的模板电压，得到每个心博的残差数据；将待压缩心电数据中每个心博的位置和对应的残差数据记录至残差数据文件内；基于残差数据文件和心电向量环模板得到待压缩心电数据的压缩文件。本发明专利技术在心电向量环的基础上，充分利用心电信号时间和空间上的相关性来进一步提高压缩效果。步提高压缩效果。步提高压缩效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于向量环的心电信号压缩方法、终端设备及介质


[0001]本专利技术涉及心电信号压缩领域，尤其涉及一种基于向量环的心电信号压缩方法、终端设备及介质。

技术介绍

[0002]心血管疾病作为高死亡率疾病之一严重威胁着人类身体健康，为了监测心血管疾病，多导联心电监测设备应运而生。多导联心电监测设备会产生大量的心电数据需要传输和存储，将采集到的心电数据先进行压缩再传输，可以降低传输功耗，减少存储空间。
[0003]现有的心电信号压缩方法，从信息是否可以完全还原的角度可以分为无损压缩和有损压缩；从实现方法可分为时域压缩法、变换编码压缩法以及一些基于压缩感知等学习相关的方法。但是这些压缩方法，只是把心电信号作为一个泛化的波形数据，没能充分利用心电信号本身的内在属性来提高压缩率。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种基于向量环的心电信号压缩方法、终端设备及介质。
[0005]具体方案如下：
[0006]一种基于向量环的心电信号压缩方法，包括以下步骤：
[0007]S1：获取心电数据中各导联对应的平均心博电压作为各导联的模板电压；
[0008]S2：基于各导联的模板电压，将心电数据的所有导联映射至心电向量环模式，得到心电向量环模板；
[0009]S3：当接收到待压缩心电数据时，将心电向量环模板反向映射至多导联心电数据模式后，遍历待压缩心电数据中的每个心博，将每个心博的电压减去心电向量环模板反向映射后的对应导联的模板电压，得到每个心博的残差数据；
[0010]S4：将待压缩心电数据中每个心博的位置和对应的残差数据记录至残差数据文件内；
[0011]S5：基于残差数据文件和心电向量环模板得到待压缩心电数据的压缩文件。
[0012]进一步的，心电数据中各导联对应的平均心博电压的获取方法为：采集历史心电数据，提取其中各导联的各心博点的电压；将每个导联的所有心博点的电压进行平均后，得到各导联对应的平均心博电压。
[0013]进一步的，步骤S5中将残差数据文件对应的压缩文件和心电向量环模板两者作为待压缩心电数据的压缩文件。
[0014]进一步的，步骤S5中将残差数据文件对应的压缩文件和心电向量环模板的压缩文件两者作为待压缩心电数据的压缩文件。
[0015]进一步的，心电向量环模板的压缩方式采用无损压缩方式，具体采用哈夫曼编码。
[0016]进一步的，残差数据文件的压缩方式采用有损压缩方式或无损压缩方式；有损压
缩方式中，首先进行下采样、滤波和差分的预处理后，再进行压缩编码；无损压缩方式中，首先进行一阶或者二阶差分，之后进行压缩编码。
[0017]进一步的，心电向量环为QRS环、QRS
‑
T环或P
‑
QRS
‑
T环，具体采用哪种类型的心电向量环，根据P环和T环的能量与对应阈值的大小关系进行确定。
[0018]一种基于向量环的心电信号压缩终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本专利技术实施例上述的方法的步骤。
[0019]一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本专利技术实施例上述的方法的步骤。
[0020]本专利技术采用如上技术方案，在心电向量环的基础上，充分利用心电信号时间和空间上的相关性来进一步提高压缩效果。
附图说明
[0021]图1所示为本专利技术实施例一的流程图。
[0022]图2所示为本专利技术实施例一种映射后的心电向量环模板示意图。
具体实施方式
[0023]为进一步说明各实施例，本专利技术提供有附图。这些附图为本专利技术揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本专利技术的优点。
[0024]现结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。
[0025]实施例一：
[0026]根据心电向量学的理论，多导联的心电图是心电空间向量的运动轨迹在不同导联轴线上的投影。而且心电信号是个准周期信号，多数情况下，心电信号是由一个基本不变的心电向量环以大约每秒1到2次的频率周期出现。压缩方法和心电内在的特性有机结合有利于提升压缩率。
[0027]基于上述原理，本专利技术实施例提供了一种基于向量环的心电信号压缩方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：
[0028]S1：获取心电数据中各导联对应的平均心博电压作为各导联的模板电压。
[0029]本实施例中心电数据中各导联对应的平均心博电压的获取方法为：采集历史心电数据并对其中的各心博点进行定位，提取其中各导联的各心博点的电压；将每个导联的所有心博点的电压进行平均后，得到各导联对应的平均心博电压。
[0030]本实施例中选择的心电数据中包括12导联，对应的模板电压也包括12导联各自的模板电压。
[0031]S2：基于各导联的模板电压，将心电数据的所有导联映射至心电向量环模式，得到心电向量环模板。
[0032]为了使得残差能量尽量小，压缩率尽量高，心电向量环可以为QRS环、QRS
‑
T环或P
‑
QRS
‑
T环，具体采用哪种类型的心电向量环，本领域技术人员可以根据P环和T环的能量与对应阈值的大小关系进行确定。映射方式先用现有的映射方式即可，映射后将12导联的心电
数据映射至为三维的空间上。本实施例中映射后的心电向量环模板如图2所示。
[0033]S3：当接收到待压缩心电数据时，将心电向量环模板反向映射至多导联心电数据模式后，遍历待压缩心电数据中的每个心博，将每个心博的电压减去心电向量环模板反向映射后的对应导联的模板电压，得到每个心博的残差数据。
[0034]残差数据多数情况下为基线干扰或者其他工频和肌电干扰。
[0035]S4：将待压缩心电数据中每个心博的位置和对应的残差数据记录至残差数据文件内。
[0036]S5：基于残差数据文件和心电向量环模板得到待压缩心电数据的压缩文件。
[0037]基于上述原理，心电数据传输时不仅需要残差数据，还需要心电向量环模板，两者功能才能还原为原始数据。由于心电向量环模板的数据量有限，如果运行效率要求较高，心电向量环模板可以不进行压缩。因此本实施例中提供了两种压缩方式。
[0038]第一种：直接将残差数据文件对应的压缩文件和心电向量环模板两者作为待压缩心电数据的压缩文件进行传输。
[0039]第二种：将残差数据文件对应的压缩文件和心电向量环模板的压缩文件两者作为待压缩心电数据的压缩文件。
[0040]心电向量环模板由于是实现本实施例方法的重要心电特征，因此其压缩方式应采用无损压缩方式，本实施例中具体采用哈夫曼编码。
[0041本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于向量环的心电信号压缩方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取心电数据中各导联对应的平均心博电压作为各导联的模板电压；S2：基于各导联的模板电压，将心电数据的所有导联映射至心电向量环模式，得到心电向量环模板；S3：当接收到待压缩心电数据时，将心电向量环模板反向映射至多导联心电数据模式后，遍历待压缩心电数据中的每个心博，将每个心博的电压减去心电向量环模板反向映射后的对应导联的模板电压，得到每个心博的残差数据；S4：将待压缩心电数据中每个心博的位置和对应的残差数据记录至残差数据文件内；S5：基于残差数据文件和心电向量环模板得到待压缩心电数据的压缩文件。2.根据权利要求1所述的基于向量环的心电信号压缩方法，其特征在于：心电数据中各导联对应的平均心博电压的获取方法为：采集历史心电数据，提取其中各导联的各心博点的电压；将每个导联的所有心博点的电压进行平均后，得到各导联对应的平均心博电压。3.根据权利要求1所述的基于向量环的心电信号压缩方法，其特征在于：步骤S5中将残差数据文件对应的压缩文件和心电向量环模板两者作为待压缩心电数据的压缩文件。4.根据权利要求1所述的基于向量环的心电信号压缩方法，其特征在于：步骤S5中将残差数据文件对应的压缩文件和心电向量环模...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐拥军，钟玉秋，
申请(专利权)人：南京纳龙科技有限公司，
类型：发明
国别省市：