CN101996158A - 利用sp061a实现心电数据的fft与压缩方法 - Google Patents

Abstract

利用SPO61A实现心电数据的FFT与压缩方法，属于单片机应用领域，是涉及一种在SPO61A单片机上实现对ECC信号的FFT、滤波和压缩的方法。本发明就是提供一种用SPO61A实现心电数据的FFT与压缩的方法。本发明包括数据分段算法，时域数据的整序与加载，FFT变换及低通滤波，数据压缩，实验结果与分析。在SPO61A单片机上实现对ECC信号的FFT、滤波和压缩，合理组织SPO61A的硬件资源，并采取数据分段长度可选、避开高频分量的计算和简易的数据压缩算法，使存储开销、运算速度和精度满足实用要求。

Description

利用SPO61A实现心电数据的FFT与压缩方法

技术领域：

本发明属于单片机应用领域，是涉及用SPO61A实现心电数据的FFT与压缩。

背景技术：

在远程心电监护系统中，心电信号采集器是实现心电信号的现场采集、存储和传输的重要终端设备。对采集器的基本要求之一是：及时对采集到的心电信号进行滤波和压缩等预处理，以减少存储器占用量和数据远程传输到头端服务器的开销。为降低成本，这些任务一般采用单片机完成。然而，限于单片机的资源、运算能力和运行速度，许多压缩算法，如周期压缩法、小波变换压缩法和神经网络方法等无法使用，一些缺乏快速算法的频域变换法也很难达到实用的程度。高性价比的心电信号采集器的研制一直是一个热点问题。

发明内容：

本发明就是针对上述问题，提供用SPO61A实现心电数据的FFT与压缩。

为实现上述目的，在SPO61A单片机上实现对ECC信号的FFT、滤波和压缩，合理组织SPO61A的硬件资源，并采取数据分段长度可选、避开高频分量的计算和简易的数据压缩算法，使存储开销、运算速度和精度满足实用要求。

本发明的有益效果：

通过研究FFT(快速傅立叶变换)的算法结构和心电信号的特点发现，采用分段FFT，保留分析心电波形需要的谐波成分，巧妙地组织单片机的片内RAM资源，可使数据运算量和RAM开销大大减少，能实现数据滤波和压缩，且能达到实时采集与处理所需的运算速度。SPO61A价格低廉，还特别具有一套精简、高效的指令系统和类似于DSP的硬件内积运算功能，很适合心电信号的采集和处理。

附图说明：

图1是本发明的工作原理图。

具体实施方式：

本发明包括数据分段算法，时域数据的整序与加载，FFT变换及低通滤波，数据压缩，实验结果与分析。在SPO61A单片机上实现对ECC信号的FFT、滤波和压缩，合理组织SPO61A的硬件资源，并采取数据分段长度可选、避开高频分量的计算和简易的数据压缩算法，使存储开销、运算速度和精度满足实用要求。

设采集到的原始数据存于片外RAM中，将这些数据分为若干段，逐段读入片内进行FFT。各段的变换结果及时送回片外RAM中保存。按照FFT的要求，段中包含的数据个数必须为2N，N为FFT变换的层数。分段后，将该段加载到SPO61A的RAM中，以实施FFT。FFT将时域序列{X[i]，i∈0…2N}变换为频域序列{F[i]，i∈0…2N}。

为了实现低通滤波，仅须保留{F[i]}中≤75Hz的频率分量。当N＝9时，应保留{F[i]}中的前77个低频分量；当N＝10时，则应保留{F[i]}中的前154个低频分量。采取如下简易格式实现数据压缩：对于F[0]，因虚部为0，仅用一个字存放实部，重建时默认虚部为0；对于F[i]，i＞0，若实部在-64～63范围内切虚部在-128～127范围内，则用2个字节存放，格式如下：两种格式由第一字节的最高位区分。

Claims (2)

1.利用SPO61A实现心电数据的FFT与压缩方法，其特征在于本发明包括数据分段算法，时域数据的整序与加载，FFT变换及低通滤波，数据压缩，实验结果与分析，在SPO61A单片机上实现对ECC信号的FFT、滤波和压缩，合理组织SPO61A的硬件资源，并采取数据分段长度可选、避开高频分量的计算和简易的数据压缩算法，使存储开销、运算速度和精度满足实用要求。

2.根据权利要求1所述的利用SPO61A实现心电数据的FFT与压缩方法，其特征在于通过研究FFT(快速傅立叶变换)的算法结构和心电信号的特点发现，采用分段FFT，保留分析心电波形需要的谐波成分，巧妙地组织单片机的片内RAM资源。

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