應用於遠距醫療之無損心電壓縮系統
隨著社會高年齡層的老化，慢性病的人口逐漸增加，因此居家看護系統即成為未來醫療保健中重要的一環。針對心血管慢性疾病人口的成長和個人居家醫療照護的需求，以及網路雲端的興起，遠距醫療照護將成為未來發展趨勢。
ECG(Electrocardiogram)心電圖於醫學方面應用相當廣泛也是診斷是否有心血管疾病的重要工具，在有著24小時的ECG心電訊號監護儀器或多導程的心電訊號擷取儀的情況下，一個能達到即時且高壓縮率的訊號壓縮處理可以有效降低避免心電圖資訊因為長期監測而產生的龐大資料量造成網路頻寬與儲存空間的負擔。
遠端心電圖訊號管理系統示意圖
演算法
此演算法我們專注於心電訊號無損(Lossless)壓縮演算法的開發。當前端心電感測儀器接收到心電訊號時，利用可變動式心電線性預測演算法(Adaptive Linear Prediction)來降低原始信號的動態範圍。在熵編碼(Entropy coding)部分，我們利用Content-adaptive哥倫布編碼將經預測後的預測錯誤(Prediction error)進行壓縮編碼，最後再經由藍芽傳輸方式將壓縮後的資料傳輸到遠端並還原心電訊號，來完成遠距醫療的雛型。
心電訊號無損壓縮編解碼演算法流程圖
可變動式心電線性預測演算法
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可變動式心電線性預測演算法流程圖
Content-adaptive哥倫布編碼演算法
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實驗成果
- ECG database
:MIT-BIH Arrhythmia database (Lead II)
- Sample
resolution :11 bit
- Sample rate:
360Hz
- Measure Time:
30 min
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詳細壓縮數據(LEAD
II)
- Sample
resolution :11 bit
- Sample rate:
360Hz
- Measure Time:
30 min
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詳細壓縮數據(LEAD
V1)