[發(fā)明專利]利用SP061A實現(xiàn)心電數(shù)據(jù)的FFT與壓縮方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910013526.2
• 申請日: 2009-08-28
• 公開（公告）號: CN101996158A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉駿翼
• 申請（專利權(quán)）人: 劉駿翼
• 主分類號: G06F17/14
• 分類號: G06F17/14;A61B5/0402
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于單片機應(yīng)用領(lǐng)域，是涉及用SPO61A實現(xiàn)心電數(shù)據(jù)的FFT與壓縮。

背景技術(shù)：

在遠程心電監(jiān)護系統(tǒng)中，心電信號采集器是實現(xiàn)心電信號的現(xiàn)場采集、存儲和傳輸?shù)闹匾K端設(shè)備。對采集器的基本要求之一是：及時對采集到的心電信號進行濾波和壓縮等預(yù)處理，以減少存儲器占用量和數(shù)據(jù)遠程傳輸?shù)筋^端服務(wù)器的開銷。為降低成本，這些任務(wù)一般采用單片機完成。然而，限于單片機的資源、運算能力和運行速度，許多壓縮算法，如周期壓縮法、小波變換壓縮法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法等無法使用，一些缺乏快速算法的頻域變換法也很難達到實用的程度。高性價比的心電信號采集器的研制一直是一個熱點問題。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明就是針對上述問題，提供用SPO61A實現(xiàn)心電數(shù)據(jù)的FFT與壓縮。

為實現(xiàn)上述目的，在SPO61A單片機上實現(xiàn)對ECC信號的FFT、濾波和壓縮，合理組織SPO61A的硬件資源，并采取數(shù)據(jù)分段長度可選、避開高頻分量的計算和簡易的數(shù)據(jù)壓縮算法，使存儲開銷、運算速度和精度滿足實用要求。

本發(fā)明的有益效果：

通過研究FFT(快速傅立葉變換)的算法結(jié)構(gòu)和心電信號的特點發(fā)現(xiàn)，采用分段FFT，保留分析心電波形需要的諧波成分，巧妙地組織單片機的片內(nèi)RAM資源，可使數(shù)據(jù)運算量和RAM開銷大大減少，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)濾波和壓縮，且能達到實時采集與處理所需的運算速度。SPO61A價格低廉，還特別具有一套精簡、高效的指令系統(tǒng)和類似于DSP的硬件內(nèi)積運算功能，很適合心電信號的采集和處理。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明的工作原理圖。

具體實施方式：

本發(fā)明包括數(shù)據(jù)分段算法，時域數(shù)據(jù)的整序與加載，F(xiàn)FT變換及低通濾波，數(shù)據(jù)壓縮，實驗結(jié)果與分析。在SPO61A單片機上實現(xiàn)對ECC信號的FFT、濾波和壓縮，合理組織SPO61A的硬件資源，并采取數(shù)據(jù)分段長度可選、避開高頻分量的計算和簡易的數(shù)據(jù)壓縮算法，使存儲開銷、運算速度和精度滿足實用要求。

設(shè)采集到的原始數(shù)據(jù)存于片外RAM中，將這些數(shù)據(jù)分為若干段，逐段讀入片內(nèi)進行FFT。各段的變換結(jié)果及時送回片外RAM中保存。按照FFT的要求，段中包含的數(shù)據(jù)個數(shù)必須為2N，N為FFT變換的層數(shù)。分段后，將該段加載到SPO61A的RAM中，以實施FFT。FFT將時域序列{X[i]，i∈0…2N}變換為頻域序列{F[i]，i∈0…2N}。

為了實現(xiàn)低通濾波，僅須保留{F[i]}中≤75Hz的頻率分量。當N＝9時，應(yīng)保留{F[i]}中的前77個低頻分量；當N＝10時，則應(yīng)保留{F[i]}中的前154個低頻分量。采取如下簡易格式實現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮：對于F[0]，因虛部為0，僅用一個字存放實部，重建時默認虛部為0；對于F[i]，i＞0，若實部在-64～63范圍內(nèi)切虛部在-128～127范圍內(nèi)，則用2個字節(jié)存放，格式如下：兩種格式由第一字節(jié)的最高位區(qū)分。