程序 框图如图5.7所示。 liai躺麓‰● Imcimm颤d霜t 鹣辨i td C氛铀黼l警 图5-7 AOVoltage子Ⅵ Fig 5-7 AO Voltage.vi (2)添加DAQmxTiming子Ⅵ DAQmx Timing子VI用于设置数据的时钟,其原始程序框图如图5.8所示。 suples per ehmmel mode in s硼ple tislr/cha丑lIels ………1■i幽衄 l …一 tIsk out rtte J怍习口I 暑a1口C量 sctiye edge in error 图5.8 DAQmx时钟设置Ⅵ Fig 5-8 DAQmx Tuning.vi 使用到的核心参数意义如下: ◆sample mode:用于设定采用模式; in:用于指定模拟输出通道; ◆task/channels ◆rate:用于设定采样率; ◆task out:输出控制数据。 Labview支持多种时钟控制,如Use Waveform的波形数据时钟、Sample Clock 48 √ 硕士学位论文 的采样时钟等,通过sample mode设定,使用中应根据具体需求选择,在此选择 采样时钟;task/channels in连接AO Voltage对应的数据通道,以便进行控制。 (3)DAQ采集卡数据写入子VI 各种控制参数设定完毕后即可将采集数据写入DAQ数据采集卡,其子Ⅵ 框图如图5-9所示。 Ruto Stiff…………”! ia task out m珊ber of swples W1F1‘tten P.. 8T170%"out LaslrJclku丑els dira .timeout |rr口r in 图5-9 DAQ采集卡数据写入子Ⅵ Fig 5-9 VI of DAQ data acquition card data receiving 所需主要参数意义如下: ◆task/channels in:用于连接数据创建的模拟通道; ◆data:用于接入数据源; ◆timeout.-允许超时时间设定; ◆task out-输出数据流。 通过子VI下拉菜单选择写入数据类型,根据数据文件处理结果及控制参数,在 此应选择一维单通道模拟数据采样,再从data节点添加数据波形,同时接入通 道及控制信号,最后从task out输出采样到的数据。 5.2.3.3启动输出 最后为程序添加DAQ启动按钮接入控件,实现Labview中DAQ采样数据 的输出启动控制。 49 第六章数据压缩 第六章数据压缩 ECG信号的数据量较大,一天的数据记录约需IOOMB以上的空间,其数据 量大小取决于采样频率、采样时间、数据精度等。为便于诊断,一般对于ECG 的采样频率均大于250HZ,本文以采样周期为0.003s,64bit数据精度,一分钟 所得的数据进行测试,其数据量为5509Kb。GPRS理论传输速率为171.2kbps, 但是实际测试一般不足80kbps,传输这样一分钟的数据至少需69s,接收到的数 据会有一定丢失。因此,对ECG信号进行压缩对于数据的存储和传输具有重要 的意义。同时,由于无线传输的速度限制,也需要对ECG信号进行压缩减少每 次传输数据包的大小,从而降低误码率。 心脏活动是一个有序的过程,因而对应的ECG数据具有较强的相关性,即 ECG数据具有一定的冗余度,ECG的冗余信息主要表现为相邻采样点间的统计 相关性、量化幅值分布的非均匀性以及各心搏间的相似性,可以通过这些冗余 信息的去除实现ECG数据的压缩[511。当然,ECG中的诊断信息主要分布在 P-QRS.T波群中【521,ECG的数据压缩要在尽可能的保留住主要诊断信息再来降 低其信号比特率。 6.1压缩方法研究 常用的ECG数据压缩方法可分为3类【53】:(1)直接压缩法:利用插值或预测 等处理,减小数据中的冗余,实现数据压缩。如AZTEC(amplitude coding)、SAPA(sean along DPCM(differential polygonal zone time epoch approximation)、TP(tuming point)、CORTES、 pulse code modulation)等方法;(2)变换域压缩法:通过正交 变换解除数据间的相关性,用少量变换域分量保持原数据的信息。如Fourier变换、 Walsh变换、离散余弦变换(DCT)和小波变换等方法;(3)特征参数提取法:从 ECG数据中提取和保留有分析价值的特征参数。前两类方法压缩后可实现ECG 硕士学位论文 波形的重构,而第三类则不行。一般而言,直接压缩方法较易实现,但是变换 压缩能获得较高压缩比,且对原始信号噪声不太敏感。 6.2系统采用的压缩方法 实际应用中,常将ECG压缩分为有损压缩方法和无损压缩两类。无损压缩 编码方法对ECG信号进行压缩,不产生信息丢失,压缩较低,但难以适应日益 庞大的ECG信号的压缩、传输任务【521。为此,在实际中人们常采用有失真编码, 一般认为只要重构信号与原始信号间的误差不至于引起误诊即可。 近年来,随着基于移动通信网络的远程心电监护发展,为保证数据实时传 输,提出了嵌入式编码方式。它的思想是在窄带通信上采用将重要性高的比特 优先传送的方式,使得即使带宽不够导致码流截断,仍可能得到重要信息。它一‘.t 的特点是通过渐进传输实现了信源重构质量的可伸缩性,其核心是逐次逼近量 化算法。嵌入式编码技术应用于ECG信号压缩可以有效提高移动心电监护实吨;. 性、信号质量和编码可伸缩性网。 目前,主要采用的嵌入式编码方法有嵌入零树小波(embedded zerotree wavelet,EZW)、分层树集合分裂算法(set partition 和SPECK等。各方法特性如下: (1) in hierarchical trees,SPIHT) 零树是一个比较有效的表示不重要系数的数据结构,EZW是最早基于小 波变换实现的嵌入式编码方法,是一种描述数据经过小波变换后非零数值位 置的有效方法。 (2) 但是,当小波系数除树根以外的其它结点是不重要的时,则可用一种新 orientation 的且性能更优的实现方法,IiPSPIHT,它采用了空间方向树(spatial tree)、集合D(i,j)和L(i,j)来更有效地表示这样的系数数据结构,从而 提高编码效率,实现对EZW的分裂方式改进。 (3) 以上两种算法最初都是针对基于小波变换的图像压缩而设计的,后又应 第六章数据压缩 用于ECG的压缩,但这些方法都是基于第一代浮点小波实现的,对于实时性 要求较高的应用来说,浮点小波运算可能难以满足要求。