Research on Biomedical Engineering
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Research on Biomedical Engineering
Original Article

Um esquema de compressão de ECG utilizando seleção de picos e transformada cosseno discreta

An ECG compression method using peak selection and discrete cosine transform

Batista, L.V.; Melcher, E.U.K.; Carvalho, Laécio Carvalho

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Resumo

Um novo método de compressão de eletrocardiogramas, envolvendo aproximação poligonal do sinal, transformada cosseno discreta (discrete cosine transform - DCT) e codificação aritmética é proposto neste trabalho. Neste método, que prioriza a qualidade da reconstrução, a aproximação poligonal do sinal é realizada por um compressor Fan modificado, e a DCT do erro entre esta aproximação e o sinal original é calculada e processada por um filtro passa-baixas. Os parâmetros do compressor consistem no erro máximo permitido entre a aproximação poligonal e o sinal original e na freqüência de corte do filtro. O compressor foi testado com diversas combinações destes dois parâmetros, e a distorção introduzida pelo processa mento foi aferida pelo percentual da raiz média quadrática das diferenças (Percent Root-Mean-Square Difference - PRD) e por inspeção visual. A qualidade das reconstruções, com razões de compressão variando de 4,5:1 a 6,8:1 para PRD em torno de 3%, indica que o método atinge os objetivos, preservando a morfologia dos complexos, intervalos e segmentos clinicamente importantes do sinal original.

Palavras-chave

Algoritmo Fan; Codificação Aritmética; Compressão de ECG; DCT.

Abstract

A new electrocardiogram compression method, using polygonal approximation of the signal, discrete cosine transform (DCT) and arithmetic coding is proposed here. The polygonal approximation is created using a modified version of the Fan compressor, and the DCT of the error between this approximation and the original signal is calculated and processed by a low-pass filter. The parameters of the compressor are the maximum allowed error between the line segments and the original signal and the cut-off frequency of the filter. The compressor was tested with various combinations of these parameters. The distortion was measured by the percent root-mean-square difference (PRD) and the reconstructed signals were visually inspected. The results, with compression ratios ranging from 4.5:1 to 6.8:1 and PRD close to 3%, shows that the method allows to emphasize the quality of the reconstruction, preserving the morphology of clinically important complexes, intervals and segments of the original signal.

Keywords

Arithmetic Coding; DCT; ECG Compression; Fan Algorithm.
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Res. Biomed. Eng.

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