一种心电信号的压缩方法、传输方法、重构方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种心电信号的压缩方法、传输方法、重构方法及装置。所述压缩方法包括：对心电信号进行小波变换，以得到第一波形数据，所述第一波形数据包括心电信号各波形的时域数据，所述波形包括特征波；将所述第一波形数据转换为第二波形数据，所述第二波形数据包括记录顺序的特征波的幅度数据，所述记录顺序的特征波的幅度数据基于所述特征波的时域数据。本发明能够在保证心电信号解压缩后的保真度的情况下，提高所述心电信号的压缩率，以使压缩后的心电信号更利于传输和存储。
【专利说明】一种心电信号的压缩方法、传输方法、重构方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及心电信号的处理方法，特别涉及一种心电信号的压缩方法、传输方法、重构方法及装置。
【背景技术】
[0002]随着现代化程度的提高，大部分医院已经形成具有较大规模的医院信息系统、医学影像存档与通信系统、放射科信息管理系统和检验信息系统等医用信息系统，因此，在各信息系统间采用同一标准进行信息共享与交互式是目前亟待解决的问题。
[0003]对于传输心电信号等生理信号的远程传输系统，因其数据量巨大，通常要对波形信号进行压缩。
[0004]心电信号，也即ECG(ECG为electrocardiogram的缩写)信号,是心脏在每个心动周期中，由起搏点、心房、心室相继兴奋，伴随着生物电的变化，通过心电描记器从体表引出多种形式的电位变化的图形。检测所述心电信号的意义在于，能够通过所检测到的心电信号对各种心律失常、心室心房肥大、心肌梗死、心律失常、心肌缺血等病症进行检查。
[0005]随着无线传输技术的发展，无线传输在各个领域有着非常广泛的应用。在心电监护等领域，越来越多的设备采用无线方式来进行心电信号的波形传输。由于心电信号波形的数据量非常大，如果采用一般心电图机IkHz的采样标准，IOs内的心电波形数据量可达到200KB以上，24小时的ECG波形数据量高达1.6G以上。这对ECG波形的无线传输和存储造成非常大的障碍，因此通常要对心电信号进行压缩。然后通过通用的心电信号传输协议进行传输。通用传输协议的数据结构可以参考图1。
[0006]基于图1可知，现有技术中，所传输的心电信号的数据包包括如下内容:
[0007]数据包头；以及，ECG波形数据(也即心电信号波形数据)。
[0008]其中，所述ECG波形数据为对心电信号进行波形压缩后的压缩数据。目前通常采取转折点法或者小波变换的方法进行ECG波形的压缩。
[0009]转折点的数据压缩算法是一种容易和快速的算法。它分析采样点的趋势并在每一对相邻的点中只存储一个。转折点这一名称是因为这一算法保留了信号所有的转折点(信号斜率改变符号的点)而得名。一个1000点的数组变成了 500点的数组，因此把数据压缩量用一个比1/2来表示。转折点算法的优点是很容易实现而且计算速率很迅速，特别适合对心电信号波形的实时压缩。但是这一算法的主要缺点为，该方法的数据压缩率不够高(只有1/2)，要使有临床意义的心电信号得到迅速传输，必须要两次使用这一算法来压缩原始数据，获取的压缩比为1/4，但这样会带来临床所无法接受的信号失真，而且该方法所获得的压缩信号还伴随着大量干扰信号，造成压缩数据的冗余度很高。该方法在心电信号的压缩率与保真度方面都有欠缺。
[0010]小波变换的方法现已广泛应用于心电信号的压缩处理，可将信号按照不同的分辨率进行分解后，再分别进行分析处理。在压缩时，心电信号在不同的尺度下被分解成不同的信号，然后对这些信号分别进行压缩编码，恢复时将这些编码结果进行解码，通过反变换恢复信号。其离散小波系数获取方法如图2所示。
[0011]图2中，使用离散小波变换对原始心电信号X(n)进行压缩处理，其中，离散小波变换可以被表示成由低通滤波器G(n)和高通滤波器H(n)组成的一棵树，即小波分解树(wavelet decomposition tree)。从图 2 可知:
[0012]设原始心电信号X(η)包括频率f等效于O?2 π的心电信号，原始心电信号Χ(η)首先通过低通滤波器G(n)和高通滤波器H(n)组成的一对滤波器，对原始心电信号X(η)进行第一层分解10。第一层分解10中，低通滤波器G (η)分解到频率f等效于O?π的心电信号，高通滤波器Η(η)分解到频率f等效于π?2π的心电信号。
[0013]分别对频率f等效于O?π的心电信号和频率f等效于π?2 π的心电信号进行第一层米样11，以获得第一层小波变换系数，第一层米样11的压缩比为1/2,第一层米样11得到频率f等效于π/2?π的心电信号和频率f等效于O?π/2的心电信号。
[0014]对频率f等效于O?2/π的心电信号(即低频分量)连续进行第二层分解12，第二层分解12中，低通滤波器G (η)分解到频率f等效于O?π/4的心电信号，高通滤波器H (η)分解到频率f等效于π/4?π/2的心电信号。
[0015]继续，分别对频率f等效于/4?/2的心电信号和频率f等效于O?/4的心电信号进行第二层采样13，以获得第二层小波变换系数，第二层采样13的压缩比为1/2，第二层采样14得到频率f等效于π /8?π /4的心电信号和频率f等效于O?π /8的心电信号。
[0016]图2对信号的高频分量不再分解，而对低频分量持续进行分解；分解级数的多少可以取决于要被压缩的心电数据的压缩需要。
[0017]通过上述小波变换的方法对心电信号进行压缩的好处是在对波形进行压缩的同时进行了滤波处理，而且在采样的压缩比为1/2时，可以完美还原ECG波形数据，压缩还原后的保真度非常高，但是现有技术采用小波变换的方法对心电信号进行压缩的方式无法对信号设置更高程度的压缩比，无法获得进一步的压缩率，比如，当信号的压缩比为1/10的时候，信号就会出现失真的情况，造成医生的误诊。
【发明内容】
[0018]本发明技术方案所解决的技术问题是，如何在保证心电信号解压缩后的保真度的情况下，提高所述心电信号的压缩率，以使压缩后的心电信号更利于传输和存储。
[0019]为了解决上述技术问题，本发明技术方案提供了一种心电信号的压缩方法，包括:
[0020]对心电信号进行小波变换，以得到第一波形数据，所述第一波形数据包括心电信号各波形的时域数据，所述波形包括特征波；
[0021]将所述第一波形数据转换为第二波形数据，所述第二波形数据包括记录顺序的特征波的幅度数据，所述记录顺序的特征波的幅度数据基于所述特征波的时域数据。
[0022]可选的，所述心电信号各波形的时域数据包括各波形在时域上随时间变化的幅度数据，所述将所述第一波形数据转换为第二波形数据包括:
[0023]提取所述第一波形数据中所述特征波的幅度数据；
[0024]检测所述特征波在时域中相对于其他波形的位置；[0025]基于所述特征波在时域中相对于其他波形的位置，记录所述特征波的顺序，所述第二波形数据包括所述特征波的幅度数据和所述幅度数据的顺序。
[0026]可选的，所述特征波包括QRS波，当所述特征波为QRS波，所述检测所述特征波在时域中相对于其他波形的位置包括:
[0027]在原始的心电信号或小波变换后的心电信号中检测所述特征波的第一波峰，所述小波变换后的心电信号基于所述特征波的时域数据；
[0028]以所述第一波峰在时域中的位置为中心:在时域上向前和向后搜索所述特征波上幅度和斜率分别接近于零的点，以获得特征波时域的起始位置和终止位置。
[0029]可选的，所述在时域上向前和向后搜索所述特征波上幅度和斜率分别接近于零的点包括:当搜索得到的幅度和斜率分别接近于零的点的幅值接近第一基线，则停止搜索，否则继续搜索；
[0030]所述第一基线为所述心电信号的等电位线。
[0031]可选的，所述特征波包括P波和T波，当所述特征波为P波或T波，所述检测所述特征波在时域中相对于其他波形的位置包括:
[0032]在原始的心电信号或小波变换后的心电信号中检测所述特征波的第二波峰或第三波峰，所述第二波峰对应P波，所述第三波峰对应T波；
[0033]以所述第二波峰或第三波峰在时域中的位置为中心:在时域上向前和向后搜索所述特征波上斜率接近于零的点，以获得特征波时域的起始位置和终止位置。
[0034]可选的，所述在原始的心电信号或小波变换后的心电信号中检测所述特征波的第二波峰或第三波峰包括:
[0035]在原始的心电信号或小波变换后的心电信号的每一个S-Q区间附近检测局部极值点，所述S-Q区间包括S点和Q点；
[0036]在所述S点附近的区域内，确定幅值与S点幅值相差最大的局部极值点为所述第三峰值所在点；
[0037]在所述Q点附近的区域内，确定幅值与Q点幅值相差最大的局部极值点为所述第_.峰值所在点。
[0038]可选的，所述S点幅值、Q点幅值和局部极值点的幅值分别为所述S点、Q点和局部极值点与第二基线的幅度差值，所述第二基线为时域上幅度为At的基线，其中，幅度At为所述第二波峰和第三波峰出现时间点之间中点的幅度。
[0039]为了解决上述技术问题，本发明技术方案还提供了一种心电信号的传输方法，包括:
[0040]依据所述心电信号的传输协议生成固定时间段内心电信号的数据包，所述数据包的内容包括所述心电信号的压缩数据，所述压缩数据为利用如上所述的压缩方法对心电信号进行压缩得到的；
[0041]传输所述数据包。
[0042]可选的，所述压缩数据为所述第二波形数据，所述特征波包括QRS波、P波和T波，所述数据包的传输内容包括:所述心电信号的波形包头、与所述QRS波相关的数据、与所述P波相关的数据和与所述T波相关的数据。
[0043]可选的，所述心电信号的波形包头包括:传输波形数据的flag标记，所述心电信号的波形包编号，及原始心电信号波形数据的时域长度；
[0044]所述与所述QRS波相关的数据包括:QRS波波形数据的flag标记，所述QRS波在所述原始心电信号的时域位置，及所述QRS波的幅度数据，所述QRS波在所述原始心电信号的时域位置为所述QRS波在时域中相对于其他波形的位置；
[0045]所述与所述P波相关的数据包括:P波波形数据的flag标记，所述P波在所述原始心电信号的时域位置，及所述P波的幅度数据，所述P波在所述原始心电信号的时域位置为所述P波在时域中相对于其他波形的位置；
[0046]所述与所述T波相关的数据包括:T波波形数据的flag标记，所述T波在所述原始心电信号的时域位置，及所述T波的幅度数据，所述T波在所述原始心电信号的时域位置为所述T波在时域中相对于其他波形的位置。
[0047]可选的，所述QRS波、P波和T波在所述原始心电信号的时域位置分别包括所述QRS波、P波和T波在所述原始心电信号时域的起始位置和终止位置、起始位置和时域长度或终止位置和时域长度。
[0048]为了解决上述技术问题，本发明技术方案还提供了一种心电信号的重构方法，包括:
[0049]接收通过如上所述的传输方法所传输的数据包；
[0050]对所述数据包进行解码；
[0051]在时域中恢复所述特征波，所述特征波在时域中的位置基于所记录的特征波的幅度数据的顺序；
[0052]填补基本电平数据至时域中除所述特征波以外的位置。
[0053]可选的，所述数据包的内容包括所述心电信号的波形包头和与所述特征波相关的数据；所述心电信号的波形包头包括所述心电信号的波形包编号，及原始心电信号波形数据的时域长度；所述与所述特征波相关的数据包括所述特征波在所述原始心电信号的时域位置；
[0054]所述在时域中恢复所述特征波包括:
[0055]在时域中存入所述特征波；
[0056]基于所述原始心电信号波形数据的时域长度和所述特征波在所述原始心电信号的时域位置，确定所述特征波在时域中的位置；
[0057]基于所述心电信号的采样频率与所述数据包的编号，还原所述心电信号时域的时间信息。
[0058]可选的，所述心电信号的重构方法还包括:
[0059]核对所接收数据包中所述心电信号的波形包编号；
[0060]若所述波形包编号的顺序不正确，则申请重新传输所缺失的波形包编号对应的数据包。
[0061]为了解决上述技术问题，本发明技术方案还提供了一种心电信号的压缩装置，包括:
[0062]变化单元，用于对心电信号进行小波变换，以得到第一波形数据，所述第一波形数据包括心电信号各波形的时域数据，所述波形包括特征波；
[0063]转换单元，用于将所述第一波形数据转换为第二波形数据，所述第二波形数据包括记录顺序的特征波的幅度数据，所述记录顺序的特征波的幅度数据基于所述特征波的时域数据。
[0064]为了解决上述技术问题，本发明技术方案还提供了一种心电信号的传输装置，包括:
[0065]生成单元，用于依据所述心电信号的传输协议生成固定时间段内心电信号的数据包，所述数据包的内容包括所述心电信号的压缩数据，所述压缩数据为利用如上所述的压缩装置对心电信号进行压缩得到的；
[0066]传输单元，用于传输所述数据包。
[0067]为了解决上述技术问题，本发明技术方案还提供了一种心电信号的重构装置，包括:
[0068]接收单元，用于接收通过如上所述的传输装置所传输的数据包；
[0069]解码单元，用于对所述数据包进行解码；
[0070]恢复单元，用于在时域中恢复所述特征波，所述特征波在时域中的位置基于所记录的特征波的幅度数据的顺序；
[0071 ] 填补单元，用于填补基本电平数据至时域中除所述特征波以外的位置。
[0072]本发明技术方案至少包括如下技术效果:
[0073]本发明技术方案所提供的心电信号的压缩方法在采用小波变换的基础上进行一步进行波形数据的转换，提取小波变换后的波形数据(第一波形数据)中特征波的幅度数据，并记录所述特征波的时域顺序，使用简单的算法实现较高的心电信号波形压缩率；对心电信号中的重要波形(特征波)的细节从其幅度和时域顺序进行保留，以实现高保真度；对非特征波外的其他干扰数据进行滤除处理，使本发明技术方案中心电信号的压缩数据具备更小的数据量，从而提高所述心电信号的压缩率。
[0074]更为具体的，在本发明技术方案中，所述心电信号的压缩方法是包括两步压缩的，第一步压缩是采用小波变换对心电信号进行压缩，以形成第一波形数据，第二步压缩是截取心电特征波的方式，以形成第二波形数据。该方法的特点为:只保留了心电信号特征波的数据和特征波形时域的顺序位置，对小波变换后的波形数据再次进行了大幅度压缩，同时通过第一步压缩滤除了大部分的干扰信息。
[0075]在可选方案中，第一步压缩是通过离散小波变换对心电信号进行压缩的，第一步压缩能够使二维的心电波形数据转换为一维的心电幅值数据。应用离散小波变换法对原始波形数据进行初步压缩和滤波，不仅能够为第二步压缩的过程减少干扰信息，也可以滤除最终所得到压缩后数据中的干扰信息。
[0076]在可选方案中，第二步压缩的数据变换过程包括基于特征波的时域位置对特征波的幅度数据进行顺序标记。本发明技术方案的特征波可以包括P波、QRS波和T波，压缩后的数据，即第二波形数据只包括P波、QRS波和T波的数据和其分别在时域的位置信息。本方法去除了心电信号波形中P波、QRS波和T波间的无用数据，仅对重要波形的细节进行了保留。
[0077]为了配合压缩后的心电信号的波形数据(即心电信号的压缩数据)的数据内容，也为了在传输过程中进一步地减小数据量，本发明技术方案在提供的心电信号的传输方法中还编写了无线传输压缩的心电信号的波形的协议，该协议可以使压缩后的数据具有更小的数据量。
[0078]在可选方案中，本发明技术方案所定义的新的传输协议，主要是指数据存储结构的定义。该数据存储结构仅定义了与心电信号的特征波相关的波形数据，去除了大量的干扰信息，进一步提高心电信号传输时的压缩率。
[0079]为了适应于本发明技术方案传输方法所传递的心电信号的数据包，本发明技术方案还提供了一种心电信号的重构方法，涉及对数据包中存储的一维的压缩后的心电信号的幅值数据进行处理，将一维心电信号的幅值数据还原为带时间轴的二维心电波形数据。该重构方法主要根据接收到的数据包，把数据包中的特征波还原到时域相应的位置，其余的空位自动补零，然后自动生成时间轴。通过上述重构方法，本发明技术方案能够在终端还原出心电信号的波形，并且保留了原有心电信号重要波形(特征波)的细节，实现了高保真度。
【专利附图】
【附图说明】
[0080]图1为现有技术通用的心电信号传输协议下数据包存储结构的示意图；
[0081]图2为现有技术中的一种小波变换算法的示意图；
[0082]图3为实施例1提供的一种心电信号的压缩方法的流程示意图；
[0083]图4为实施例1所述特征波的波形示意图；
[0084]图5为实施例1中步骤SlOl的一种具体实现方法的流程示意图；
[0085]图6为实施例1提供的一种检测QRS波在时域中的位置的方法的流程示意图；
[0086]图7为实施例1提供的一种检测P波在时域中的位置的方法的流程示意图；
[0087]图8为实施例1提供的一种检测T波在时域中的位置的方法的流程示意图；
[0088]图9为实施例2提供的一种心电信号的传输方法的流程示意图；
[0089]图10为实施例2提供的一种心电信号传输协议下数据包存储结构的示意图；
[0090]图11为数据包存储结构中所述心电信号的波形包头的存储结构示意图；
[0091]图12为数据包存储结构中所述与所述P波相关的数据的存储结构示意图；
[0092]图13为数据包存储结构中所述与所述QRS波相关的数据的存储结构示意图；
[0093]图14为数据包存储结构中所述与所述T波相关的数据的存储结构示意图；
[0094]图15为实施例3提供的一种心电信号的重构方法的流程示意图；
[0095]图16为根据实施例3所提供的重构方法对原始心电信号进行重建所使用的数组un的示意图；
[0096]图17为一种原始心电信号的波形示意图；
[0097]图18为对图17所示原始心电信号进行压缩、传输和重构后得到的心电信号的波形示意图，其中，所述压缩、传输和重构的方式分别基于实施例1?3 ;
[0098]图19为实施例4提供的一种心电信号的处理方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0099]为了使本发明的目的、特征和效果能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细说明。
[0100]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0101]实施例1
[0102]本实施例提供了一种心电信号的压缩方法，如图3所示，包括:
[0103]步骤S100，对心电信号进行小波变换，以得到第一波形数据。
[0104]所述第一波形数据包括心电信号各波形的时域数据，所述时域数据实际是一个二维数据，包括各波形在时间轴上的位置数据和随时间轴变化的幅度数据；所述波形包括特征波。
[0105]本步骤中实质是对心电信号进行的第一次压缩操作，所述心电信号指的是原始心电信号。利用所述小波变换对心电信号进行小波变换后，不仅有助于提高心电信号的压缩率，还能够对原始心电信号进行滤波，以消除心电信号内的干扰信息。
[0106]所述小波变换的具体方式可以是离散小波变换，即所述对心电信号进行小波变换包括:对心电信号进行离散小波变换。所述对心电信号进行小波变换的实现过程还可以参考如下步骤:
[0107]使所述心电信号分别通过第一滤波器和第二滤波器，以进行第一分解和第二分解，所述第一滤波器和第二滤波器为互补滤波器，至少进行一次第一分解和一次第二分解；
[0108]基于与缩放因子和平移因子有关的第一系数和第二系数获得所述第一波形数据，所述第一系数为所述第一分解产生的，所述第二系数为所述第二分解产生的。
[0109]在上述对心电信号进行小波变换的实现过程中:
[0110]所述第一分解和第二分解主要包括基于频域选通的滤波分解和基于时域尺度分解，具体的，第一分解包括根据所述第一滤波器对输入波形进行的频率分解，对第一滤波器输出的波形进行时域上的尺度变换，以获得第一系数，所述第二分解包括根据所述第二滤波器对输入波形进行的频率分解，对第二滤波器输出的波形进行时域上的尺度变换，以获得第二系数。其中，所述尺度变换包括使用选定母函数逼近时域上的波形，所述第一系数和第二系数包括与尺度变换过程所获得的缩放因子和平移因子相关的数据。
[0111]在本实施例中，所述第一滤波器为低通滤波器，所述第二滤波器为高通滤波器，所述第一系数为表示所述心电信号低频分量的近似值，所述第二系数为表示所述心电信号高频分量的细节值。因而，在所述第一分解里:
[0112]所述基于频域选通的滤波分解指使用低通滤波器使输入所述低通滤波器的心电信号的低频信号通过，所述滤波分解能够滤除干扰信息，选择心电信号中的低频信号；
[0113]所述基于时域的尺度分解则根据所述低频信号获取表示所述心电信号低频分量的近似值，以得到所述第一系数。
[0114]在所述第二分解里:
[0115]所述基于频域选通的滤波分解指使用高通滤波器使输入所述高通滤波器的心电信号的高频信号通过，所述滤波分解能够滤除干扰信息，选择心电信号中的高频信号；
[0116]所述基于时域的尺度分解则根据所述高频信号获取表示所述心电信号高频分量的近似值，以得到所述第二系数。
[0117]所述第一系数和第二系数也即小波变换系数，第一数据和第二系数所包括的缩放因子与信号频率之间的关系可以这样来理解:缩放因子小，表示信号小波比较窄，度量的是信号细节，表示为高频信号；相反，缩放因子大，表示小波比较宽，度量的是信号的粗糙程度，表不为低频信号。
[0118]本实施例中，可以对第一分解输出的信号的低频分量连续进行第一分解和第二分解，形成多层小波分解，也即多级分解。多级分解能够提高信号压缩率，分解级数的多少取决于要被分析的数据和用户的需要。
[0119]基于上述过程，本实施例还提供了如下算式，以获取所述第一系数和第二系数，式
(I)模拟了所述多级分解的过程:
[0120]Pj-1f =Pif+Qif休—(I)
k k
[0121]式(I)中，P/指代第j次进行一级分解时输出的低频信号波形，QJ指代第j次进行二级分解时输出的高频信号波形，Pj^f指代第j-Ι次进行一级分解时输出的低频信号波形，式(I)代表了所述心电信号在第j级上的一维离散小波变换DW通过正交投影Pjf与Qjf将Pj-J分解的过程。
[0122]式(I)中，(Pjk(x)= 2—j/V(2—Jx—k), Vjk (χ) =2^j/2W (2_Jx-k),与{ψλ(χ)}分别为两个正交基函数的集合；
[0123]j为所述第一系数，j为所述第二系数，j H j满足:4 =乞h(n)ck!n，
CkakCk、akn=0
W=￡g(n)c=n;这里，{h(n)}与{g(n)}分别为第一滤波器的权系数和第二滤波器的权
I1-O
系数，且lh(n)}由基函数{Φ」,(Χ)}确定，{g(n)}由基函数l>jk(x)}确定；η代表所述权系数的当前长度，P-1为所述权系数的最大长度；
[0124]j=l、2、...、L，k=0、l、2、...、N/2J_1卜！匆信号的输入数据，N为输入心电信号
的长度，L为所需的分解级数。本实施例中，L取4。
[0125]根据上述分析可知，基于所述小波变换，所述第一波形数据所包括时域数据和幅度数据相较于原始心电信号的波 形数据大大被压缩了。
[0126]此外，基于现有技术可知，心电信号是心脏在每个心动周期中，由起搏点、心房、心室相继兴奋，伴随着生物电的变化，通过心电描记器从体表引出多种形式的电位变化的图形。本实施例所定义的特征波主要指所述通过心电描记器从体表引出多种形式的电位变化的图形，主要涉及QRS波、P波和T波。QRS波、P波和T波的组成几乎涵盖了所有的心电信号的临床意义，参考图4:
[0127]P波:代表心房除极过程，
[0128]PR间期:包括P波+PR段。代表心房除极开始至心室开始除极，故其时间延长可见于房室传导阻滞。
[0129]QRS波:心室除极全过程。
[0130]ST-T波期间:心室复极全过程。
[0131]QT间期:整个心室活动过程。
[0132]基于图4可知，所述心电信号的有用信息可以通过QRS波、P波和T波的组成表征。在本实施例的心电信号的压缩方法中，考虑到特征波具备临床意义，而非特征波主要是一些干扰信息，不具备特别的临床意义，基于步骤Sioo的小波变换对所述心电信号进行一次压缩后，继续参考图3，本实施例的心电信号的压缩方法还包括:
[0133]步骤S101，将所述第一波形数据转换为第二波形数据。
[0134]所述第二波形数据包括记录顺序的特征波的幅度数据，所述记录顺序的特征波的幅度数据基于所述特征波的时域数据。
[0135]步骤SlOl是对上述进行小波变换后的心电信号提取特征波数据的二次压缩的过程，该步骤使用简单的算法实现较高的ECG波形压缩率，并且对心电重要波形(即特征波)的细节进行保留，以实现高保真度，对非重要波形外的其他干扰数据(即非特征波)则进行滤除处理。
[0136]具体地，参考图5，所述将所述第一波形数据转换为第二波形数据包括:
[0137]步骤S200，提取所述第一波形数据中所述特征波的幅度数据。
[0138]本步骤的提取过程基于所述心电信号各波形在时域上随时间变化的幅度数据，仅需提取特征波的幅度数据即可。本步骤的提取过程可以从原始心电信号各波形的时域数据中提取，也可以从第一波形数据中的时域数据中提取。
[0139]步骤S201，检测所述特征波在时域中的位置。
[0140]这里，主要是为了检测特征波在时域上与其他波形的位置关系，所述其他特征波包括其他特征波和其他非特征波。
[0141]步骤S202，基于所述特征波在时域中的位置记录所述特征波的顺序，所述第二波形数据包括所述特征波的幅度数据和所述幅度数据的顺序。
[0142]更为具体地，由于原始心电信号的采样周期固定，所以基于心电信号的波形长度可以用相同长度的数组去存储波形数据，一个数组元素存储一次采样所获得的波形数据。所述第一波形数据可以是以数组形式存在的波形数据:
[0143]在第一波形数据的数组中，与一个波形相关的数据可以存储在与该数据相同长度的数组区间中，所述一个波形可以是一个特征波、也可以是一个非特征波。所述与一个波形相关的数据可以是小波变换后得到的系数数据，所述系数数据基于小波变换的母函数指代了该数据幅度数据；所述与一个波形相关的数据也可以是小波变换后得到幅度数据，所述幅度数据是基于小波变换后得到的系数数据和小波变换所基于的母函数得到的。另外，与所述一个波形对应的数组区间在所述第一波形数据数组中的顺序指代了所述一个波形的在时域上所占有时间轴的位置数据，所述与所述一个波形对应的数组区间的顺序在本实施例中可以用如下方式去表示:1)存储该波形各采样值的元素的序位集合，2)存储该波形上第一个采样值的元素序位，以及存储该波形上最后一个采样值的元素序位，3)存储该波形上第一个采样值的元素序位，以及该数组区间的元素长度，4)存储该波形上最后一个采样值的元素序位，以及该数组区间的元素长度。其中，与特征波对应的数组区间的顺序可以通过步骤S201?S202获取。
[0144]基于步骤S200?S202，所述将所述第一波形数据转换为第二波形数据可以是对第一波形数据数组的信息提取过程，最终形成所述第二波形数据。第二波形数据可以包括第一波形数据的数组长度、与特征波相关的数据和特征波在所述第一波形数据的数组的顺序。根据所述与特征波相关的数据能够复原所述特征波的幅度数据，基于数组长度和特征波在所述数组的顺序能够复原所述特征波在时域时间轴的位置数据，对非特征波的干扰信息进行滤除，所述第二波形数据中不存在非特征波的相关信息。基于上述分析，第二波形数据可以是一种被标记顺序的特征波的幅度数据，即仅包括特征波的幅度数据，可以基于所述特征波对应的数组区间的顺序，对所述特征波的幅度数据进行排序和标记(对起始位置或终止位置进行顺序标记)；当然，所述第二波形数据也可以分别记录特征波的幅度数据和特征波的顺序信息，这里所述特征波的顺序信息也反映了所述特征波服务数据的顺序信肩、O
[0145]需要说明的是，步骤S201及步骤S202中“基于所述特征波在时域中的位置记录所述特征波的顺序”的执行，也可以设于步骤SlOO和步骤SlOl之间；也可以不限定步骤S201的执行顺序，步骤S202中“基于所述特征波在时域中的位置记录所述特征波的顺序”的执行则可设置于步骤SlOO之后。
[0146]下面具体论述如何实现步骤S201。
[0147]基于上述对特征波波形情况的分析及图示可知，不同的特征波之间是有差异的，以下主要分析特征波在时间轴上的起始位置和终止位置的检测过程:
[0148]对于QRS波，QRS波的周期性比较明显，因此，可以在原始的心电信号中检测QRS波的位置，也可以在小波变换后的心电信号中检测QRS波的位置。
[0149]参考图6，若在原始的心电信号中检测一个QRS波的位置，所述检测QRS波在时域中的位置包括:
[0150]步骤S300，在原始的心电信号中检测所述QRS波的第一波峰；
[0151]步骤S301，以所述第一波峰在时域中的位置为中心，分别进行:在时域上向前搜索所述QRS波上幅度和斜率分别接近于零的点，以获得QRS波时域的起始位置；在时域上向后搜索所述QRS波上幅度和斜率分别接近于零的点，以获得QRS波时域的终止位置。
[0152]因QRS波是心电图信号中幅度最大的突变信号，可通过在原始心电信号中检测到的第一波峰为中心，获得时域中对应所述第一波峰的尖峰位置，基于所述尖峰位置在其时域中(也即时间轴上)向前向后逐次搜索幅值和斜率均接近于零的点。
[0153]在步骤S301中，对基于所述尖峰位置在其时域中向前向后搜索幅度和斜率均接近于零的点还需要检测该点处原始信号的值是否接近于第一基线:当搜索得到的幅度和斜率分别接近于零的点的幅值接近第一基线，则停止搜索，否则继续搜索。
[0154]在本申请中，所述幅度和幅值是不同的概念，所述幅度是基于心电信号的通用基线(即相对于心电信号的O电位线)所得的幅值，而对于不同的设定基线(本申请的第一基线和第二基线)，所述幅值不同于所述幅度。因而在上述过程中，被搜索的点指所述原始心电信号波形上的点，设被搜索的点为a，a具有幅度A，斜率K，AO为第一基线的幅值，被搜索的点需满足:
[0155]幅值A~O;
[0156]斜率k ^ O ；
[0157]A-A0I ^ O ；
[0158]若点a为向前搜索得到的点，则停止向前搜索，以点a对应的时域位置作为该QRS波的起始位置，否则继续向前搜索；若点a为向后搜索得到的点，则停止向后搜索，以点a对应的时域位置作为该QRS波的终止位置，否则继续向后搜索。
[0159]所述第一基线为所述心电信号的等电位线，一般当心电信号的波形平稳无干扰时，以原始信号的T-P段作为第一基线，否则，就沿Q波的起点作平行于时间轴的第一基线。
[0160]在小波变换后的心电信号中检测QRS波的位置，主要是利用了小波变换对原始心电信号突变特征的敏感性来加以检测。以Gausel小波系数为例，Gausel小波系数在信号突变部分也表现为一个突变信号，从而形成一个模极大值，而在心电信号变化缓慢的部分则近似于一条直线。因此，小波变换系数突变部分的起止位置就可以对应于原始信号突变部分的起止位置，而检测小波变换系数的起止位置要容易得多，且受噪声信号影响很小。但小波系数突变部分的起止位置对于原始信号突变部分的起止位置而言具有小量的偏移，考虑到对QRS波起止位置的估计本身不可能是精确的，所以这一小范围内的偏移是允许的。因而本申请也可以在小波变换后的心电信号中检测QRS波的起止位置，具体方法可参考步骤S300?S301的相关论述。
[0161]对于P波和T波，P波和T波的周期性比较弱，因此，本实施例在原始的心电信号中检测P波和T波的位置。
[0162]参考图7，若在原始的心电信号中检测一个P波的位置，所述检测P波在时域中的位置包括:
[0163]步骤S400，在原始的心电信号中检测所述P波的第二波峰；
[0164]步骤S401，以所述第二波峰在时域中的位置为中心，分别进行:在时域上向前搜索所述P波上斜率接近于零的点，以获得P波时域的起始位置；在时域上向后搜索所述P波上斜率接近于零的点，以获得P波时域的终止位置。
[0165]步骤S400中，所述在原始的心电信号中检测所述P波的第二波峰包括:
[0166]在原始的心电信号的每一个S-Q区间附近检测局部极值点，所述S-Q区间包括S点和Q点。
[0167]可参考图4，S-Q区间与所述QRS波相关，因此，能够基于检测QRS波的方式获得得至IJ，S-Q区间包括如图4所示的S点和Q点。由于第二峰值所在点一般在Q点附近的区域内，可以在Q点附近的区域内的波形上确定幅值与Q点幅值相差最大的局部极值点，作为为所述第二峰值所在点。
[0168]类似的，参考图8，若在原始的心电信号中检测一个T波的位置，所述检测T波在时域中的位置包括:
[0169]步骤S500，在原始的心电信号中检测所述T波的第三波峰；
[0170]步骤S501，以所述第三波峰在时域中的位置为中心，分别进行:在时域上向前搜索所述T波上斜率接近于零的点，以获得T波时域的起始位置；在时域上向后搜索所述T波上斜率接近于零的点，以获得T波时域的终止位置。
[0171]步骤S500中，所述在原始的心电信号中检测所述T波的第三波峰同样包括:在原始的心电信号的每一个S-Q区间附近检测局部极值点。由于第三峰值所在点一般在S点附近的区域内，可以在S点附近的区域内的波形上确定幅值与S点幅值相差最大的局部极值点，作为为所述第三峰值所在点。
[0172]需要说明的是，
[0173]所述幅度、斜率可指幅度绝对值、斜率绝对值；
[0174]所述S点幅值、Q点幅值和局部极值点的幅值分别为所述S点、Q点和局部极值点与第二基线的幅度差值，所述第二基线为时域上幅度为At的基线，其中，幅度At为所述第二波峰和第三波峰出现时间点之间中点的幅度。换句话说，所述第二基线是基于除去QRS波后的原始心电信号的，是一新基线，即取:
[0175]t=(tT+tP)2---------(2)
[0176]式⑵中士为T波峰值出现的时间，tP为P波峰值出现的时间，t为第二波峰和第三波峰出现时间点之间的中点时间；
[0177]所述第二基线方程为:x=At。χ为随时间变化的时域上的幅度变化的函数。
[0178]还考虑到:对于P波和T波，其周期性也比较明显，P波和T波在原始心电信号中也是一个突变信号，在小波变换后，小波变换系数在P波和T波的信号突变部分也表现为一个突变信号；因此，也可以在小波变换后的心电信号中检测P波和T波的位置。其检测方式可以参考上述在原始心电信号中检测P波和T波的位置的方式。
[0179]本实施例对上述特征波的检测可以同时进行，也可分别进行。
[0180]基于本实施例的心电信号的压缩方法，相较于现有技术，心电信号的存储数据量或传输数据量都可以进一步得到缩小:
[0181]在心电信号的存储中，基于上述压缩方法，仅存储P波、QRS波和T波这些特征波的幅度数据和所述幅度数据的顺序信息即可，去除了心电信号波形中P波、QRS波和T波间的无用数据，仅对重要波形的细节进行了保留。
[0182]另外，在心电信号的传输中，基于上述存储数据，还可以通过哈夫曼编码或其他类似的编码方式对各波段分别编码，使固定时间段内的波形数据可以通过单个无线数据包发送，该方法与本实施例压缩方法的共同使用可使心电信号的压缩率可达1/5，且实现复原心电信号的高保真度。
[0183]实施例2
[0184]本实施例提供了一种心电信号的传输方法，如图9所不,包括:
[0185]步骤S600，接收压缩后的心电信号。
[0186]所述压缩后的心电信号即为心电信号的压缩数据，所述压缩数据可以为利用如实施例I所述的压缩方法对所述心电信号进行压缩得到的。
[0187]步骤S601，依据所述心电信号的传输协议生成固定时间段内心电信号的数据包。
[0188]实际上，本实施例是对以实施例1的压缩方式进行压缩得到的心电信号的压缩数据进行传输的一种方案，压缩数据可以通过现有技术通用传输方式进行传输，但考虑到现有技术的传输协议(如图1所示)会影响以实施例1实现得到压缩数据的压缩率，本实施例提供了一个更具先进性的传输方案，能够进一步减小在传输压缩数据时的数据量:
[0189]本实施例定义了一种新的传输协议，主要涉及压缩数据存储结构的定义；根据本实施例所定义的传输协议，所生成的数据包的结构如图10所示，并包括如下传输内容:
[0190]在结构I中，存储所述心电信号的波形包头；
[0191]在结构2中，存储与所述P波相关的数据；
[0192]在结构3中，存储与所述QRS群波相关的数据；
[0193]在结构4中，与所述T波相关的数据。
[0194]进一步分解结构1，如图11所示，所述心电信号的波形包头包括:
[0195]结构10，用于存储传输波形数据的flag标记，即图11中的FLAGl ；
[0196]结构11,用于存储所述心电信号的波形包编号；以及，[0197]结构12，用于存储原始心电信号波形数据的时域长度。
[0198]这里，所述心电信号的波形包编号可以用于记录所述数据包的传输编号，以防止传输错误。当用数组去存储所述原始心电信号时，所述原始心电信号波形数据的时域长度可以是原始心电信号的数组长度。
[0199]进一步分解结构2，如图12所示，所述与所述P波相关的数据包括:
[0200]结构20，用于存储P波波形数据的flag标记，即图12中的FLAG2 ；；
[0201]结构21，用于存储所述P波在所述原始心电信号的时域位置，所述P波在所述原始心电信号的时域位置基于所述P波的时域数据；
[0202]结构22，用于存储所述P波的幅度数据。
[0203]所述P波在所述原始心电信号的时域位置即所述P波在所述心电信号中的顺序，基于实施例1的相关论述，至少可以通过记录P波在所述心电信号中的起始位置和P波长度来记录所述P波的时域位置，因此，参考图12，结构21包括:
[0204]结构210，用于存储P波在心电信号的数组中的起始元素位置；
[0205]结构211，用于存储P波在心电信号的数组中的长度。
[0206]进一步分解结构3，如图13所示，所述与所述QRS波相关的数据包括:
[0207]结构20，用于存储QRS波波形数据的flag标记，即图13中的FLAG3 ；
[0208]结构21，用于存储所述QRS波在所述原始心电信号的时域位置，所述QRS波在所述原始心电信号的时域位置基于所述QRS波的时域数据；
[0209]结构22，用于所述QRS波的幅度数据。
[0210]所述QRS波在所述原始心电信号的时域位置即所述QRS波在所述心电信号中的顺序，基于实施例1的相关论述，至少可以通过记录QRS波在所述心电信号中的起始位置和QRS波长度来记录所述QRS波的时域位置，因此，参考图13，结构31包括:
[0211]结构310，用于存储QRS波在心电信号的数组中的起始元素位置；
[0212]结构311，用于存储QRS波在心电信号的数组中的长度。
[0213]进一步分解结构4，如图14所示，所述与所述T波相关的数据包括:
[0214]结构40，用于存储T波波形数据的flag标记，即图14中的FLAG4 ；；
[0215]结构41，用于存储所述T波在所述原始心电信号的时域位置，所述T波在所述原始心电信号的时域位置基于所述T波的时域数据；
[0216]结构42，用于存储所述T波的幅度数据。
[0217]所述T波在所述原始心电信号的时域位置即所述T波在所述心电信号中的顺序，基于实施例1的相关论述，至少可以通过记录T波在所述心电信号中的起始位置和T波长度来记录所述T波的时域位置，因此，参考图14，结构41包括:
[0218]结构410，用于存储T波在心电信号的数组中的起始元素位置；
[0219]结构411，用于存储T波在心电信号的数组中的长度。
[0220]当然，在其他实施例中，还可以通过记录P波在所述心电信号中的终止位置和P波长度来记录所述P波的时域位置，也可以通过记录P波在所述心电信号中的起始位置和P波在所述心电信号中的终止位置来记录所述P波的时域位置，即在结构210中存储P波在心电信号的数组中的终止元素位置、在结构211存储P波在心电信号的数组中的长度，或者，在结构210中存储P波在心电信号的数组中的起始元素位置，或者，在结构211中存储P波在心电信号的数组中的终止元素位置。这对于在对应结构中记录所述QRS波和T波的时域位置的方式也是同样的。
[0221]继续参考图9，本实施例的心电信号的传输方法还包括:
[0222]步骤S602，传输所述数据包。
[0223]基于本实施例传输协议所生成的数据包中的数据采用哈夫曼编码进行编码操作。配合本传输协议，在心电数据的传输过程中，心电数据的压缩率得到进一步的提升，可以达到 1/10。
[0224]实施例3
[0225]本实施例提供一种心电信号的重构方法，对应于实施例2的传输方法,如图15所示，包括:
[0226]步骤S700，接收所传输的心电信号的数据包。
[0227]所传输的数据包为实施例2中的数据包。
[0228]步骤S701，对所述数据包进行解码。
[0229]步骤S702，在时域中恢复所述特征波，所述特征波在时域中的位置基于所记录的特征波的幅度数据的顺序。
[0230]具体地,所述在时域中恢复所述特征波包括:
[0231]在时域中存入所述特征波；
[0232]基于所述原始心电信号波形数据的时域长度和所述特征波在所述原始心电信号的时域位置，确定所述特征波在时域中的位置；
[0233]基于所述心电信号的采样频率与所述数据包的编号，还原所述心电信号时域的时间信息。
[0234]步骤S703，填补基本电平数据至时域中除所述特征波以外的位置。
[0235]当用数组去存储所述原始心电信号时，所述原始心电信号波形数据的时域长度可以是原始心电信号的数组长度，所述特征波在所述原始心电信号的时域位置为所述特征波在所述原始心电信号的数组区间顺序，基于实施例2所述，为特征波在所述原始心电信号数组的起始元素位置和特征波在所述原始心电信号数组的数组长度。
[0236]参考图16，图16为根据步骤S700?S703重建的原始心电信号的数组un的示意图。重建了原始心电信号的数组，也即等同重建了原始心电信号。其中，u为原始心电信号的数组中的一个元素。
[0237]基于步骤S701，解析接收到的心电信号的数据包，可从结构I中的所述心电信号波形的波形包头中获取原始心电信号波形数据的时域长度，也即数组un的长度，从而首先恢复一个与原始心电信号数组长度等长的波形数组。
[0238]执行步骤S702，从结构2?4中分别解析出所述特征波(包括P波、QRS波和T波)在所述心电信号中的顺序位置，假设数据包内记载了 P波的起始元素位置为ul、QRS波的起始元素位置为u2、T波的起始元素位置为u3,且P波的数组长度为11, QRS波的数组长度为12，T波的数组长度为13，则在图16的数组的相应位置存入P波、QRS波和T波的幅度数据。
[0239]执行步骤S702，对图16的数组的剩下的其余位置自动填补基本电平数据a0。再根据原始心电信号的采样频率与所述心电信号的波形包编号还原时间域的时间轴信息，使图16的心电信号波形数据的数组信息重新变为心电信号的二维数据。
[0240]图17显示的是原始心电信号的波形图，图18是对图17的心电信号进行压缩、传输和重构后得到的心电信号的波形图，所述压缩方式基于实施例1所述的压缩方法，所述传输方式基于实施例2所述的传输方法，所述重构方式基于实施例3的重构方法。
[0241]对比图17和图18可知，图18获得了原始心电信号的特征波波形，将图17中区域SI和区域S2中的特征波形重构，可见图18中的区域SI’和区域S2’中的重构后的特征波形，重构后的特征波形具有原始特征波形的波形细节。通过实施例1?3的方法，在保持良好压缩量的同时，能够在终端还原出原始心电信号的波形，且完美保留了原始特征波这些重要波形的细节，实现了高保真度。
[0242]另外，图17中，原始心电信号波形的一些非特征波，即区域S3?S5内的波形，为干扰信息，在图18中的重构波形中能够被滤除，见图18中，区域S3’?S5’内只存在基本电平数据；实施例1?3的方法最终使被还原的心电信号只具备有用的特征波形，去除了大量的干扰信息。去掉干扰信息后的心电信号能够使重构后的心电信号更加方便阅读，便于提闻临床识别度。
[0243]另外需要说明的是，为了避免传输错误所带来的重构失败问题，本实施例在执行步骤S701后，还可以执行如下步骤:
[0244]核对所接收数据包中所述心电信号的波形包编号；
[0245]若所述波形包编号的顺序不正确，则申请重新传输所缺失的波形包编号对应的数据包。
[0246]实施例4
[0247]本实施例提供一种心电信号的处理方法，包括:
[0248]对原始心电信号进行压缩、传输和重构；
[0249]所述压缩、传输和重构的方式分别基于实施例1?实施例3。
[0250]一则基于本实施例心电信号的处理方法的处理流程可见图19。
[0251]图19中主要包括了如下过程:
[0252]过程1，为心电信号的压缩过程，主要包括对原始心电信号进行小波变换、特征波起止位置提取和ECG波形压缩等步骤。
[0253]小波变换，指对原始心电信号(ECG)进行小波变换，小波变换的过程可参考实施例I的步骤SlOO ；
[0254]特征波起止位置提取，即对心电信号中的特征波的起始位置进行提取；
[0255]ECG波形压缩，基于所述小波变换后获得的原始心电信号的一维幅度数据和所述特征波的起始位置对ECG波形进行第二次压缩，特征波起止位置提取过程和ECG波形的二次压缩可参考实施例1的步骤SlOl。
[0256]过程2，为心电信号的传输过程，主要包括对压缩后的心电信号数据进行编码和传输等步骤。
[0257]编码，主要指基于压缩后的心电数据产生数据包的过程，以为数据传输做准备。编码的过程基于所定义的心电信号的传输协议。
[0258]传输，指对编码后所形成的心电信号的数据包进行传输。
[0259]编码和传输等步骤的【具体实施方式】，可参考实施例2。[0260]过程3，为心电信号的重构过程，主要包括对所接收的数据包进行解码、ECG波形解压(小波变换的反变换)、波形重构和插值等步骤。
[0261]解码，指对接收到的数据包依据传输协议进行解码，以获得传输内容。
[0262]由于小波变换的压缩过程使心电信号被一定程度压缩，图19的ECG波形解压，主要是指对解码后的波形数据进行解压，以恢复特征波未被压缩的时域数据。
[0263]波形重构主要涉及基于所述特征波的时域数据将特征波的波形恢复到时域；
[0264]插值过程主要涉及在时域时间轴上不含有特征波的位置(原始信号中可能是非特征波的位置)进行插值处理，主要是对上述位置置零。
[0265]解码、ECG波形解压(小波变换的反变换)、波形重构和插值等步骤的【具体实施方式】，可参考实施例3。
[0266]本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
【权利要求】
1.一种心电信号的压缩方法，其特征在于，包括: 对心电信号进行小波变换，以得到第一波形数据，所述第一波形数据包括心电信号各波形的时域数据，所述波形包括特征波； 将所述第一波形数据转换为第二波形数据，所述第二波形数据包括记录顺序的特征波的幅度数据，所述记录顺序的特征波的幅度数据基于所述特征波的时域数据。
2.如权利要求1所述的心电信号的压缩方法，其特征在于，所述心电信号各波形的时域数据包括各波形在时域上随时间变化的幅度数据，所述将所述第一波形数据转换为第二波形数据包括: 提取所述第一波形数据中所述特征波的幅度数据； 检测所述特征波在时域中相对于其他波形的位置； 基于所述特征波在时域中相对于其他波形的位置，记录所述特征波的顺序，所述第二波形数据包括所述特征波的幅度数据和所述幅度数据的顺序。
3.如权利要求2所述的心电信号的压缩方法，其特征在于，所述特征波包括QRS波，当所述特征波为QRS波，所述检测所述特征波在时域中相对于其他波形的位置包括: 在原始的心电信号或小波变换后的心电信号中检测所述特征波的第一波峰，所述小波变换后的心电信号基于所述特征波的时域数据； 以所述第一波峰在时域中的位置为中心:在时域上向前和向后搜索所述特征波上幅度和斜率分别接近于零的点，以获得特征波时域的起始位置和终止位置。
4.如权利要求3所述的心电信号的压缩方法，其特征在于，所述在时域上向前和向后搜索所述特征波上幅度和斜率分别接近于零的点包括:当搜索得到的幅度和斜率分别接近于零的点的幅值接近第一基线，则停止搜索，否则继续搜索； 所述第一基线为所述心电信号的等电位线。
5.如权利要求2所述的心电信号的压缩方法，其特征在于，所述特征波包括P波和T波，当所述特征波为P波或T波，所述检测所述特征波在时域中相对于其他波形的位置包括: 在原始的心电信号或小波变换后的心电信号中检测所述特征波的第二波峰或第三波峰，所述第二波峰对应P波，所述第三波峰对应T波； 以所述第二波峰或第三波峰在时域中的位置为中心:在时域上向前和向后搜索所述特征波上斜率接近于零的点，以获得特征波时域的起始位置和终止位置。
6.如权利要求5所述的心电信号的压缩方法，其特征在于，所述在原始的心电信号或小波变换后的心电信号中检测所述特征波的第二波峰或第三波峰包括: 在原始的心电信号或小波变换后的心电信号的每一个S-Q区间附近检测局部极值点，所述S-Q区间包括S点和Q点； 在所述S点附近的区域内，确定幅值与S点幅值相差最大的局部极值点为所述第三峰值所在点； 在所述Q点附近的区域内，确定幅值与Q点幅值相差最大的局部极值点为所述第二峰值所在点。
7.如权利要求6所述的心电信号的压缩方法，其特征在于，所述S点幅值、Q点幅值和局部极值点的幅值分别为所述S点、Q点和局部极值点与第二基线的幅度差值，所述第二基线为时域上幅度为At的基线，其中，幅度At为所述第二波峰和第三波峰出现时间点之间中点的幅度。
8.—种心电信号的传输方法,其特征在于,包括: 依据所述心电信号的传输协议生成固定时间段内心电信号的数据包，所述数据包的内容包括所述心电信号的压缩数据，所述压缩数据为利用如权利要求1~7任一项所述的压缩方法对心电信号进行压缩得到的； 传输所述数据包。
9.如权利要求8所述的心电信号的传输方法，其特征在于，所述压缩数据为所述第二波形数据，所述特征波包括QRS波、P波和T波，所述数据包的传输内容包括:所述心电信号的波形包头、与所述QRS波相关的数据、与所述P波相关的数据和与所述T波相关的数据。
10.如权利要求9所述的心电信号的传输方法,其特征在于,所述心电信号的波形包头包括:传输波形数据的flag标记，所述心电信号的波形包编号，及原始心电信号波形数据的时域长度； 所述与所述QRS波相关的数据包括:QRS波波形数据的flag标记，所述QRS波在所述原始心电信号的时域位置，及所述QRS波的幅度数据，所述QRS波在所述原始心电信号的时域位置为所述QRS波在时域中相对于其他波形的位置； 所述与所述P波相关的数据包括:P波波形数据的flag标记，所述P波在所述原始心电信号的时域位置，及所述P波的幅度数据，所述P波在所述原始心电信号的时域位置为所述P波在时域中相对于其他波形 的位置； 所述与所述T波相关的数据包括:T波波形数据的flag标记，所述T波在所述原始心电信号的时域位置，及所述T波的幅度数据，所述T波在所述原始心电信号的时域位置为所述T波在时域中相对于其他波形的位置。
11.如权利要求10所述的心电信号的传输方法，其特征在于，所述QRS波、P波和T波在所述原始心电信号的时域位置分别包括所述QRS波、P波和T波在所述原始心电信号时域的起始位置和终止位置、起始位置和时域长度或终止位置和时域长度。
12.—种心电信号的重构方法,其特征在于,包括: 接收通过如权利要求8至11任一项所述的传输方法所传输的数据包； 对所述数据包进行解码； 在时域中恢复所述特征波，所述特征波在时域中的位置基于所记录的特征波的幅度数据的顺序； 填补基本电平数据至时域中除所述特征波以外的位置。
13.如权利要求12所述的心电信号的重构方法，其特征在于，所述数据包的内容包括所述心电信号的波形包头和与所述特征波相关的数据；所述心电信号的波形包头包括所述心电信号的波形包编号，及原始心电信号波形数据的时域长度；所述与所述特征波相关的数据包括所述特征波在所述原始心电信号的时域位置； 所述在时域中恢复所述特征波包括: 在时域中存入所述特征波； 基于所述原始心电信号波形数据的时域长度和所述特征波在所述原始心电信号的时域位置，确定所述特征波在时域中的位置；基于所述心电信号的采样频率与所述数据包的编号，还原所述心电信号时域的时间信息。
14.如权利要求13所述的心电信号的重构方法，其特征在于，还包括: 核对所接收数据包中所述心电信号的波形包编号； 若所述波形包编号的顺序不正确，则申请重新传输所缺失的波形包编号对应的数据包。
15.—种心电信号的压缩装置,其特征在于,包括: 变化单元，用于对心电信号进行小波变换，以得到第一波形数据，所述第一波形数据包括心电信号各波形的时域数据，所述波形包括特征波； 转换单元，用于将所述第一波形数据转换为第二波形数据，所述第二波形数据包括记录顺序的特征波的幅度数据，所述记录顺序的特征波的幅度数据基于所述特征波的时域数据。
16.—种心电信号的传输装置,其特征在于,包括: 生成单元，用于依据所述心电信号的传输协议生成固定时间段内心电信号的数据包，所述数据包的内容包括所述心电信号的压缩数据，所述压缩数据为利用如权利要求15所述的压缩装置对心电信号进行压缩得到的； 传输单元，用于传输所述数据包。
17.—种心电信号的重构装置，其特征在于，包括: 接收单元，用于接收通过如权利要求16所述的传输装置所传输的数据包； 解码单元，用于对所述数据包进行解码； 恢复单元，用于在时域中恢复所述特征波，所述特征波在时域中的位置基于所记录的特征波的幅度数据的顺序； 填补单元，用于填补基本电平数据至时域中除所述特征波以外的位置。
【文档编号】H03M7/30GK103560795SQ201310522507
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2013年10月29日
【发明者】叶飞, 郭冰, 李永春, 李强, 单日强 申请人:东软熙康健康科技有限公司