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摘 要

心脏疾病仍然是最严重的疾病之一，在实际生活中，ECG也得到了广泛的运用，人们可以根据心电信号来判断病情，所以，对心电信号的研究是非常有必要的。随着计算机的介入，其发展更是对医学造成巨大的影响，心电领域的研究更是离不开计算机，心电数据压缩技术更突显出它的重要性。

ECG信号是肯定会有噪声的，因为它的频率比较低。对ECG信号的压缩是无法避免的，因为只有这样才能传输更多的数据。而且心电信号进行压缩后，还有许多的好处，比如：降低了消耗，效率得到了提升。本文用了两种压缩算法。一种是霍夫曼压缩算法,压缩率=3.8462,标准表差为0，相关系数=1。另一种是LZ77压缩算法，压缩率=3.8880,标准表差为 2.0737e 003，相关系数=1。

关键词：霍夫曼压缩算法 LZ77压缩算法 心电数据

Single lead ecg data compression algorithms in real time

ABSTRACT

Heart disease is still one of the most serious illness.In real life, ECG, also has been widely used, people can be judged by ECG signal condition, so the study of ECG signal is necessary.With the intervention of the computer, its development is a huge influence on medical, research in the field of ECG is inseparable from the computer, ECG data compression technology is more underlines the importance of it.

ECG signal is low frequency weak signal, and inevitably accompanied by noise.Compression of ECG signal is inevitable, because only in this way can transmit more data.And ECG signal is compressed, there are many benefits, such as: improve the transmission efficiency。In this paper, using the two kinds of compression algorithm.One way is Huffman compression algorithm.CR=0.4808,Standardized table=0,cc=1.Another way is to LZ77 compression algorithm.CR=0.4860,Standardized table=2.0737e 003,CC=1.

Key words: Huffman compression algorithm LZ77 compression algorithm ECG data

目录

摘要 3

Abstract 4

第一章 绪论 6

1.1选题意义 6

1.2心电图构成 6

1.3国内研究现状（文献综述） 8

第二章 心电数据压缩 10

2.1数据压缩 10

2.2 本章小结 11

第三章 霍夫曼压缩算法 12

3.1霍夫曼压缩算法介绍 12

3.2编码过程及结果 13

3.3 本章小结 14

第四章 LZ77压缩算法 15

4.1 LZ77压缩算法介绍 15

4.2编码过程及结果 15

4.3 本章小结 16

第五章 总结与展望 17

5.1总结 17

致谢 18

参考文献 19

第一章 绪论

1.1选题意义

随着通信技术的发展，数据压缩技术也提升了许多，目的是为了减少给定消息集合所用的信号空间。信号空间指的是物理空间（光盘，存储器等等），时间空间（传输信息集合所需时间）和电磁频谱空间（类似传输带宽要求等等）。数据压缩技术要能减少信号占的时域，频域，空域。[^[1]]

ECG(心电图）现在在临床上仍然是非常重要的，心电信号可以在一定程度上客观反映心脏的生理状况，所以，对心电信号的研究是非常重要的。随着计算机的介入，其发展更是对医学造成巨大的影响，心电领域的研究更是离不开计算机，心电数据压缩技术更突显出它的重要性。在医院中，每年都有大量的心电数据量需要存储，为了能够更加快捷有效的检索这些数据，就需要数据压缩技术的支持。

在上个世纪的80年代两种，就已经开始对ECG以及与其相关的技术进行研究了，也取得了许多的成就。ECG压缩可分为两种，一种叫做无失真编码，另外一种叫做有失真编码。在有失真编码中，存在一些无关或者是错误的数据，这些是需要消除的。心电数据压缩应该在保证主要诊断信息不受到损失，尽量减少存储的数据，原因是ECG中包含有与诊断无关的信息，然而在恢复信号中容许有少量的失真，所以在实际的运用中，大多采用了有失真编码。

由于心电信号是很弱的，环境对它的影响是非常大的，稍微有一点影响，就会产生许多的干扰。这些噪声和干扰还会影响许多的数据，甚至是影响对于病情的判断。

完整的提取ECG的信号和对其波形的识别是非常重要的一点，诊断与治疗患者的效果是由它的可靠性与稳定性所决定的。所以，对于ECG信号的处理，抑制这些噪声与干扰，对这些病的正确分析与诊断等等提供了重要的指标，具有十分重要的经济和社会价值。

1.2心电图主要构成

典型的心电图如图1-1所示，

图1.1典型的心电图的波形

P波是ECG信号的开始，它代表心脏除极波。它的变化是比较平缓的。并且它是一个正向波。正常的P波波顶是光滑的，而异常的波形可能是尖峰状的。可以通过P波来判断一些病症，例如：高血压，心肌梗塞等等。

T波是QRS波形之后的第一个正峰，它的变化和P波一样，也是相当平缓的 。它代表心室复极过程的电位影响。如果波形异常，可能会使过高或者过低。通过它的波形，也可以判断一些病症，例如：心包炎，心肌梗塞等等。

心电信号的频谱范围是0.05～200Hz，并且大部分的信号在 14～75Hz，有少部分的信号在100Hz以上。幅值是0.5mV(胎儿)～5mV(成人)。所以，它是低频弱信号，而且一定会伴随有噪声。

判别心房心室肥大，心肌梗塞、心律不齐等多种心血管疾病还依靠于检查动状态以及安静状态下的心电图。

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