JPH1084286A - 時系列データの符号化装置及び復号化装置 - Google Patents
時系列データの符号化装置及び復号化装置Info
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- JPH1084286A JPH1084286A JP23700396A JP23700396A JPH1084286A JP H1084286 A JPH1084286 A JP H1084286A JP 23700396 A JP23700396 A JP 23700396A JP 23700396 A JP23700396 A JP 23700396A JP H1084286 A JPH1084286 A JP H1084286A
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- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 効率良く診断を行なえるように、時系列デー
タを符号化し、復号化する装置を提供すること。 【解決手段】 コンピュータ１３は、心電波形データを
読み込み、最初に心電波形データの主ピークＲ波を検出
し（ステップ２０１）、次に両端ピークＱ波、Ｓ波を検
出し（ステップ２０２）、前ピークＰ波と後ピークＴ
波、およびＵ波を検出し（ステップ２０３）、Ｒ波を除
く各ピークの両端零レベル交差点を検出する（ステップ
２０４）。処理を終了しない場合（ステップ２０５）、
コンピュータ１３は次の周期の心電波形データについて
ステップ２０１以下を繰り返す。
タを符号化し、復号化する装置を提供すること。 【解決手段】 コンピュータ１３は、心電波形データを
読み込み、最初に心電波形データの主ピークＲ波を検出
し（ステップ２０１）、次に両端ピークＱ波、Ｓ波を検
出し（ステップ２０２）、前ピークＰ波と後ピークＴ
波、およびＵ波を検出し（ステップ２０３）、Ｒ波を除
く各ピークの両端零レベル交差点を検出する（ステップ
２０４）。処理を終了しない場合（ステップ２０５）、
コンピュータ１３は次の周期の心電波形データについて
ステップ２０１以下を繰り返す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、循環器疾患を目的
とした医療症例データベース等に用いられる時系列デー
タの符号化装置および復号化装置に関するものである。
とした医療症例データベース等に用いられる時系列デー
タの符号化装置および復号化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、循環器疾患を目的とした医療症例
データベースは、アナログ的なデータ保管が主流であ
り、医学教科書を電子出版化したレベルの症状データベ
ースしか存在しなかった。たとえば、心音検査データを
保存する場合には、心音図という波形化したチャートを
保存するか、心音を録音したテープを保存していた。心
電図データを保存する場合には、チャートを保存する
か、フロッピーディスクにデジタル保存するか、ホルタ
ー心電計を用いて、２４時間分をアナログ信号としてテ
ープに保存していた。
データベースは、アナログ的なデータ保管が主流であ
り、医学教科書を電子出版化したレベルの症状データベ
ースしか存在しなかった。たとえば、心音検査データを
保存する場合には、心音図という波形化したチャートを
保存するか、心音を録音したテープを保存していた。心
電図データを保存する場合には、チャートを保存する
か、フロッピーディスクにデジタル保存するか、ホルタ
ー心電計を用いて、２４時間分をアナログ信号としてテ
ープに保存していた。
【０００３】心エコーデータは、ビデオテープやカラー
ハードコピーの形態で保存されていた。時系列データを
符号化する手法としては、再生に必要とされる信号最大
周波数の２倍以上のサンプリング周波数でサンプリング
し、信号レベルを適当なレベルで量子化する、いわゆる
ＰＣＭ符号化（Pulse Code Modulation)が通常用いら
れ、心電図データや心音データのデジタル記録に利用さ
れている。心エコーデータについては、時間軸で通常１
／６０秒間隔でサンプリングして複数のフレームに分解
し、更に各フレームを２次元空間サンプリングして画素
に分解し、各画素の信号レベルを量子化する方法をとっ
ている。
ハードコピーの形態で保存されていた。時系列データを
符号化する手法としては、再生に必要とされる信号最大
周波数の２倍以上のサンプリング周波数でサンプリング
し、信号レベルを適当なレベルで量子化する、いわゆる
ＰＣＭ符号化（Pulse Code Modulation)が通常用いら
れ、心電図データや心音データのデジタル記録に利用さ
れている。心エコーデータについては、時間軸で通常１
／６０秒間隔でサンプリングして複数のフレームに分解
し、更に各フレームを２次元空間サンプリングして画素
に分解し、各画素の信号レベルを量子化する方法をとっ
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の符号化方式で
は、符号化データの形式が、いずれもサンプリングされ
た信号データの単純な１次元（心電・心音）配列または
三次元配列（心エコー）であるという点で、符号化・復
号化装置が簡素化するという利点はある。しかしなが
ら、従来の時系列データの符号化方法では、時間軸方向
に割愛せずに長時間の経過データを記録すると、時間に
比例してデータ量が膨大になるという問題があった。
は、符号化データの形式が、いずれもサンプリングされ
た信号データの単純な１次元（心電・心音）配列または
三次元配列（心エコー）であるという点で、符号化・復
号化装置が簡素化するという利点はある。しかしなが
ら、従来の時系列データの符号化方法では、時間軸方向
に割愛せずに長時間の経過データを記録すると、時間に
比例してデータ量が膨大になるという問題があった。
【０００５】更に、一般診療において、心電図の場合、
標準１２誘導で１２チャンネル同時に記録され、心音の
場合、心尖部・エルグの領域（第３肋骨胸骨左縁）など
数方向から聴取記録され、心エコーの場合、短軸像・長
軸像など数方向から撮影収録されるため、データ量は更
に数倍〜１０倍に膨れあがる。また、符号化データ形式
が一様であることから、診断に参照されるポイントが参
照されない大量な不要なデータに埋もれ、診断のポイン
トを効率良く見つけ出すことができないという問題があ
った。
標準１２誘導で１２チャンネル同時に記録され、心音の
場合、心尖部・エルグの領域（第３肋骨胸骨左縁）など
数方向から聴取記録され、心エコーの場合、短軸像・長
軸像など数方向から撮影収録されるため、データ量は更
に数倍〜１０倍に膨れあがる。また、符号化データ形式
が一様であることから、診断に参照されるポイントが参
照されない大量な不要なデータに埋もれ、診断のポイン
トを効率良く見つけ出すことができないという問題があ
った。
【０００６】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、診断のポイントを
抽出し、その部分にウエイトを置いて符号化を行い、診
断に参照されないデータは符号化対象から外すことによ
り、符号化データ量を削減するとともに、復号化により
速やかに診断ポイントを見出せるような、符号化装置お
よび復号化装置を提供することにある。
たもので、その目的とするところは、診断のポイントを
抽出し、その部分にウエイトを置いて符号化を行い、診
断に参照されないデータは符号化対象から外すことによ
り、符号化データ量を削減するとともに、復号化により
速やかに診断ポイントを見出せるような、符号化装置お
よび復号化装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために第１の発明は、時間軸に対して、信号レベルが変
化する時系列データにおいて、信号波形を観察するため
の特徴ポイントを抽出し、前記特徴ポイントをもとに概
形の信号波形を再現するために必要な数値情報と、前記
特徴ポイントをもとに信号波形を復号化し観察するため
に必要な文字属性情報とを符号化し、一連の符号化デー
タが時間的に繰り返される部分については、重複して符
号化を行わず、繰り返し制御情報を符号化するように
し、復号化時に変動箇所を提示するようにしたことを特
徴とする時系列データの符号化及び復号化装置である。
ために第１の発明は、時間軸に対して、信号レベルが変
化する時系列データにおいて、信号波形を観察するため
の特徴ポイントを抽出し、前記特徴ポイントをもとに概
形の信号波形を再現するために必要な数値情報と、前記
特徴ポイントをもとに信号波形を復号化し観察するため
に必要な文字属性情報とを符号化し、一連の符号化デー
タが時間的に繰り返される部分については、重複して符
号化を行わず、繰り返し制御情報を符号化するように
し、復号化時に変動箇所を提示するようにしたことを特
徴とする時系列データの符号化及び復号化装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形
態に係る時系列データの符号化装置および復号化装置の
基本構成図である。心電計１は、患者の心臓からの電気
信号を捉え、時間軸サンプリング、Ａ／Ｄ変換を行なっ
た時系列データをフロッピーディスク（ＦＤ）等に保存
する。心電波形データはフロッピーディスクからコンピ
ュータ１３に入力される。コンピュータ１３は、心電波
形データの波形信号からピーク座標と、零レベル交差座
標を検出することによって符号化を行ない、符号化され
たデータは光ディスク等に保存される。復号化する場
合、コンピュータ１３は、符号化された信号をベジエ曲
線を用いて復号化する。
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形
態に係る時系列データの符号化装置および復号化装置の
基本構成図である。心電計１は、患者の心臓からの電気
信号を捉え、時間軸サンプリング、Ａ／Ｄ変換を行なっ
た時系列データをフロッピーディスク（ＦＤ）等に保存
する。心電波形データはフロッピーディスクからコンピ
ュータ１３に入力される。コンピュータ１３は、心電波
形データの波形信号からピーク座標と、零レベル交差座
標を検出することによって符号化を行ない、符号化され
たデータは光ディスク等に保存される。復号化する場
合、コンピュータ１３は、符号化された信号をベジエ曲
線を用いて復号化する。
【０００９】超音波エコー診断装置３は、患者の超音波
断層図を撮影し、撮影された超音波断層図は、ビデオ装
置７に収録される。オペレータは、ビデオ装置７を介し
て、コンピュータ１３に患者の超音波断層図データを入
力する。尚、ビデオ装置７を介さずに、超音波断層装置
を制御するコンピュータから直接ＭＯ（光磁気ディス
ク）や通信回線を介して、患者の超音波断層図データを
コンピュータ１３に入力するようにしてもよい。コンピ
ュータ１３は、動画像データから複数のＭモード静止画
像を生成し、各Ｍモード静止画像について輪郭線抽出を
行い、複数の疑似心電波形データを抽出し、各抽出され
た波形データにつき、心電波形データと同様にピーク座
標と零レベル交差座標を抽出して符号化する。符号化さ
れたデータは、光ディスク等に保存される。
断層図を撮影し、撮影された超音波断層図は、ビデオ装
置７に収録される。オペレータは、ビデオ装置７を介し
て、コンピュータ１３に患者の超音波断層図データを入
力する。尚、ビデオ装置７を介さずに、超音波断層装置
を制御するコンピュータから直接ＭＯ（光磁気ディス
ク）や通信回線を介して、患者の超音波断層図データを
コンピュータ１３に入力するようにしてもよい。コンピ
ュータ１３は、動画像データから複数のＭモード静止画
像を生成し、各Ｍモード静止画像について輪郭線抽出を
行い、複数の疑似心電波形データを抽出し、各抽出され
た波形データにつき、心電波形データと同様にピーク座
標と零レベル交差座標を抽出して符号化する。符号化さ
れたデータは、光ディスク等に保存される。
【００１０】オペレータは、マイクロフォンを備えた聴
診器５を介して聞かれる患者の心音をオーディオ機器９
に録音する。オペレータは、オーディオ機器９を介し
て、コンピュータ１３に患者の心音波形データを入力す
る。コンピュータ１３は、心音波形データを音の高さ、
音の長さ、音の強さの３属性を有する複数の音符で符号
化し光ディスク等に保存する。復号化する場合、コンピ
ュータ１３は光ディスク等に保存された符号化された信
号をシンセサイザ１５を介して音声信号波形に復号化
し、スピーカ１７により音声を再生する。
診器５を介して聞かれる患者の心音をオーディオ機器９
に録音する。オペレータは、オーディオ機器９を介し
て、コンピュータ１３に患者の心音波形データを入力す
る。コンピュータ１３は、心音波形データを音の高さ、
音の長さ、音の強さの３属性を有する複数の音符で符号
化し光ディスク等に保存する。復号化する場合、コンピ
ュータ１３は光ディスク等に保存された符号化された信
号をシンセサイザ１５を介して音声信号波形に復号化
し、スピーカ１７により音声を再生する。
【００１１】図２は心電波形データを符号化する場合の
コンピュータ１３の動作を示すフローチャートであり、
図３は、τ周期（心拍の逆数）の心電波形データを示す
図である。図３において、ＰＱＲＳＴＵＪは、診断に標
準的に用いられる点で、医学分野において正式にこのよ
うな命令がなされているが、Ｐ１、Ｐ２、Ｑ１、Ｔ１、
Ｔ２、Ｕ１、Ｕ２は復号したときに、原波形を再現する
ための補助点で本発明のため便宜的に付加したものであ
る。
コンピュータ１３の動作を示すフローチャートであり、
図３は、τ周期（心拍の逆数）の心電波形データを示す
図である。図３において、ＰＱＲＳＴＵＪは、診断に標
準的に用いられる点で、医学分野において正式にこのよ
うな命令がなされているが、Ｐ１、Ｐ２、Ｑ１、Ｔ１、
Ｔ２、Ｕ１、Ｕ２は復号したときに、原波形を再現する
ための補助点で本発明のため便宜的に付加したものであ
る。
【００１２】次に、図２と図３を用いて、心電波形デー
タを符号化する場合のコンピュータ１３の動作について
説明する。コンピュータ１３は、心電波形データを読み
込み、最初に心電波形データの主ピークＲ波を検出し
（ステップ２０１）、次に両端ピークＱ波、Ｓ波を検出
し（ステップ２０２）、前ピークＰ波と後ピークＴ波お
よびＵ波を検出し（ステップ２０３）、Ｒ波を除く各ピ
ークの両端零レベル交差点を検出する（ステップ２０
４）。
タを符号化する場合のコンピュータ１３の動作について
説明する。コンピュータ１３は、心電波形データを読み
込み、最初に心電波形データの主ピークＲ波を検出し
（ステップ２０１）、次に両端ピークＱ波、Ｓ波を検出
し（ステップ２０２）、前ピークＰ波と後ピークＴ波お
よびＵ波を検出し（ステップ２０３）、Ｒ波を除く各ピ
ークの両端零レベル交差点を検出する（ステップ２０
４）。
【００１３】すなわち図３のＰ点に対するＰ１とＰ２、
Ｔ点に対するＴ１とＴ２、Ｕ点に対するＵ１とＵ２、Ｑ
点に対するＱ１、Ｓ点に対するＳ２（Ｓ２はＪと命名さ
れる）を検出する。処理を終了しない場合（ステップ２
０５）、コンピュータ１３は、次の周期の心電波形デー
タについてステップ２０１以下を繰り返す。そして、こ
のようにして各周期毎に計測されたＰ、Ｑ、Ｒ、Ｓ、
Ｔ、Ｕ等の点の座標値を光ディスク等に保存する。
Ｔ点に対するＴ１とＴ２、Ｕ点に対するＵ１とＵ２、Ｑ
点に対するＱ１、Ｓ点に対するＳ２（Ｓ２はＪと命名さ
れる）を検出する。処理を終了しない場合（ステップ２
０５）、コンピュータ１３は、次の周期の心電波形デー
タについてステップ２０１以下を繰り返す。そして、こ
のようにして各周期毎に計測されたＰ、Ｑ、Ｒ、Ｓ、
Ｔ、Ｕ等の点の座標値を光ディスク等に保存する。
【００１４】次の周期の心電波形符号化データとその前
の周期の符号化データとの差が、所定のしきい値以下で
ある場合、次の周期の符号化データを記録せず、代わり
に前の周期の符号化データをｎ回繰り返すという旨の制
御符号を記録する。こうすることで、符号化データ量を
削減できるだけでなく、復号化する際、患者の容態が急
変している箇所を速やかに見つけ出すことができる。
の周期の符号化データとの差が、所定のしきい値以下で
ある場合、次の周期の符号化データを記録せず、代わり
に前の周期の符号化データをｎ回繰り返すという旨の制
御符号を記録する。こうすることで、符号化データ量を
削減できるだけでなく、復号化する際、患者の容態が急
変している箇所を速やかに見つけ出すことができる。
【００１５】図４は、心電波形データのＰ波をベジエ曲
線を用いて復号化した波形を示す図である。次に図３と
図４を用いて心電波形データの復号化について説明す
る。心電波形データを復号化する場合、図３のＱ１―
Ｑ―Ｒ―Ｓ―Ｊ部分は直線で、Ｐ、Ｔ、Ｕ波は、ベジェ
曲線で表現する。図３のＰ波をベジェ曲線近似するに
は、図４で示すようにコントロールポイントＣ１〜Ｃ４
を挿入し、ベジェ曲線で近似する。
線を用いて復号化した波形を示す図である。次に図３と
図４を用いて心電波形データの復号化について説明す
る。心電波形データを復号化する場合、図３のＱ１―
Ｑ―Ｒ―Ｓ―Ｊ部分は直線で、Ｐ、Ｔ、Ｕ波は、ベジェ
曲線で表現する。図３のＰ波をベジェ曲線近似するに
は、図４で示すようにコントロールポイントＣ１〜Ｃ４
を挿入し、ベジェ曲線で近似する。
【００１６】尚、ここで、Ｐ１（Ｐ１ｘ、Ｐ１ｙ）、Ｐ
（Ｐｘ、Ｐｙ）、Ｐ２（Ｐ２ｘ、Ｐ２ｙ）とすると、 Ｃ１（（Ｐｘ−Ｐ１ｘ）／３＋Ｐ１ｘ、Ｐ１ｙ）、 Ｃ２（（Ｐｘ−Ｐ１ｘ）＊２／３＋Ｐ１ｘ、Ｐｙ）、 Ｃ３（（Ｐ２ｘ−Ｐｘ）／３＋Ｐｘ、Ｐｙ）、 Ｃ４（（Ｐ２ｘ−Ｐｘ）＊２／３＋Ｐｘ、Ｐ２ｙ） である。そして、Ｐ１、Ｐ、Ｐ２を通り、Ｃ１、Ｃ２、
Ｃ３、Ｃ４を通らないように、曲線２１を生成する。
（Ｐｘ、Ｐｙ）、Ｐ２（Ｐ２ｘ、Ｐ２ｙ）とすると、 Ｃ１（（Ｐｘ−Ｐ１ｘ）／３＋Ｐ１ｘ、Ｐ１ｙ）、 Ｃ２（（Ｐｘ−Ｐ１ｘ）＊２／３＋Ｐ１ｘ、Ｐｙ）、 Ｃ３（（Ｐ２ｘ−Ｐｘ）／３＋Ｐｘ、Ｐｙ）、 Ｃ４（（Ｐ２ｘ−Ｐｘ）＊２／３＋Ｐｘ、Ｐ２ｙ） である。そして、Ｐ１、Ｐ、Ｐ２を通り、Ｃ１、Ｃ２、
Ｃ３、Ｃ４を通らないように、曲線２１を生成する。
【００１７】図５から図８は心音波形データを符号化す
る（ＭＩＤＩ符号化：Musical Instrument Digital Int
erface）場合のコンピュータ１３の動作を示すフローチ
ャートである。図５用いて、心音波形データを符号化す
る場合のコンピュータ１３の動作の概要を説明する。ま
ず、コンピュータ１３は、心音波形データの主ピークを
検出し（ステップ５０１）、前後発声区間、即ち音声信
号がノイズレベルを有意に越え信号が出ている区間を検
出して抽出し（ステップ５０２）、ＦＦＴなど周知の手
法で周波数解析を行ない、周波数別信号強度データを得
る（ステップ５０３）。コンピュータ１３は、心音波形
データの全てについて処理を終了したか否かを判断し
（ステップ５０４）、心音波形データの全てについて処
理を終了していない場合には、ステップ５０１以下を繰
り返す。ステップ５０４で、心音波形データの全てにつ
いて処理を終了した場合には、コンピュータ１３は符号
化処理を終了させる。
る（ＭＩＤＩ符号化：Musical Instrument Digital Int
erface）場合のコンピュータ１３の動作を示すフローチ
ャートである。図５用いて、心音波形データを符号化す
る場合のコンピュータ１３の動作の概要を説明する。ま
ず、コンピュータ１３は、心音波形データの主ピークを
検出し（ステップ５０１）、前後発声区間、即ち音声信
号がノイズレベルを有意に越え信号が出ている区間を検
出して抽出し（ステップ５０２）、ＦＦＴなど周知の手
法で周波数解析を行ない、周波数別信号強度データを得
る（ステップ５０３）。コンピュータ１３は、心音波形
データの全てについて処理を終了したか否かを判断し
（ステップ５０４）、心音波形データの全てについて処
理を終了していない場合には、ステップ５０１以下を繰
り返す。ステップ５０４で、心音波形データの全てにつ
いて処理を終了した場合には、コンピュータ１３は符号
化処理を終了させる。
【００１８】次に図６を用いて、コンピュータ１３の図
５のステップ５０１の動作を詳しく説明する。コンピュ
ータ１３は、主ピーク振幅を計測し（ステップ６０
１）、量子化近似を行ない（ステップ６０２）、音の強
さ属性（２５６段階）を得る（ステップ６０３）。
５のステップ５０１の動作を詳しく説明する。コンピュ
ータ１３は、主ピーク振幅を計測し（ステップ６０
１）、量子化近似を行ない（ステップ６０２）、音の強
さ属性（２５６段階）を得る（ステップ６０３）。
【００１９】次に図７を用いて、コンピュータ１３の図
５のステップ５０２の動作を詳しく説明する。コンピュ
ータ１３は、発声開始時刻、発声終了時刻を検出し（ス
テップ７０１）、音符の最小分解能（最短音符）の整数
倍になるよう量子化近似を行ない（ステップ７０２）、
音の発声時刻と音の持続時間（音の長さ）を得る（ステ
ップ７０３）。ここで音符の最小分解能はメトロノーム
値（テンポ設定で脈拍の平均的値が良い）で定めた全音
符（１／１）の演奏時間の１／６４（六十四分音符）な
どとなる。
５のステップ５０２の動作を詳しく説明する。コンピュ
ータ１３は、発声開始時刻、発声終了時刻を検出し（ス
テップ７０１）、音符の最小分解能（最短音符）の整数
倍になるよう量子化近似を行ない（ステップ７０２）、
音の発声時刻と音の持続時間（音の長さ）を得る（ステ
ップ７０３）。ここで音符の最小分解能はメトロノーム
値（テンポ設定で脈拍の平均的値が良い）で定めた全音
符（１／１）の演奏時間の１／６４（六十四分音符）な
どとなる。
【００２０】尚、音の発声時刻とは、音符で表わした場
合、各音符の前にある休符を含む全ての音符の長さを合
計したものに、全音符の演奏単位時間を乗じたものにな
るため、適宜休符を挿入して発声時刻タイミングを調整
する。音の持続時間は、各音符の長さで示すことがで
き、一般の楽譜で音符に付加する旗（１／２音符、１／
４音符）がその一例である。
合、各音符の前にある休符を含む全ての音符の長さを合
計したものに、全音符の演奏単位時間を乗じたものにな
るため、適宜休符を挿入して発声時刻タイミングを調整
する。音の持続時間は、各音符の長さで示すことがで
き、一般の楽譜で音符に付加する旗（１／２音符、１／
４音符）がその一例である。
【００２１】次に図８を用いて、コンピュータ１３の図
５のステップ５０３の動作を詳しく説明する。コンピュ
ータ１３は、基本周波数を検出し（ステップ８０１）、
音階テーブルを参照して音階符号への変換を行なう（ス
テップ８０２）。ここで、音階テーブルとは、所定の周
波数範囲に含まれる信号をある音階符号に変換するため
のテーブルである。音階符号とは、ＣＤＥＦＧＡＢの７
基本音と各々に半音高い＃を付加した１２種類（Ｅ＃＝
Ｆ、Ｂ＃＝Ｃの２音は重複する）のコードにオクターブ
位置を数字で表わしたものを付加することである。オク
ターブ位置は８８標準ピアノ鍵盤の最低音を０として、
それより低い音は負符号を付加して示す。心音の場合、
−２オクターブ近辺の音が用いられる。
５のステップ５０３の動作を詳しく説明する。コンピュ
ータ１３は、基本周波数を検出し（ステップ８０１）、
音階テーブルを参照して音階符号への変換を行なう（ス
テップ８０２）。ここで、音階テーブルとは、所定の周
波数範囲に含まれる信号をある音階符号に変換するため
のテーブルである。音階符号とは、ＣＤＥＦＧＡＢの７
基本音と各々に半音高い＃を付加した１２種類（Ｅ＃＝
Ｆ、Ｂ＃＝Ｃの２音は重複する）のコードにオクターブ
位置を数字で表わしたものを付加することである。オク
ターブ位置は８８標準ピアノ鍵盤の最低音を０として、
それより低い音は負符号を付加して示す。心音の場合、
−２オクターブ近辺の音が用いられる。
【００２２】このようにして、心音波形データから、音
の強さ、音の長さ、音の高さが抽出され、音符の形で表
現することができる。そして、ＭＩＤＩ符号化されたデ
ータを光ディスク等に保存する。また、各音符にＩ音、
ＩＩ音など医学的名称を属性として付加しておき、楽譜
へ復号化表現した時表示するようになれば、診断が効率
的に進められる。
の強さ、音の長さ、音の高さが抽出され、音符の形で表
現することができる。そして、ＭＩＤＩ符号化されたデ
ータを光ディスク等に保存する。また、各音符にＩ音、
ＩＩ音など医学的名称を属性として付加しておき、楽譜
へ復号化表現した時表示するようになれば、診断が効率
的に進められる。
【００２３】心電波形の符号化の説明で述べたように、
周期的に類似する波形が続くときは、符号化データの記
録を省略し、代わりに繰り返しを示す制御符号を記録す
るようにしたが、心音についても同様に適用でき、ＭＩ
ＤＩ符号でも、通常の楽譜でも繰り返し演奏記号が用意
されている。即ち一連の休符・音符のグループ（音楽用
語で音形またはフレーズと呼ばれる）が繰り返される時
は繰り返し符号で省略する。
周期的に類似する波形が続くときは、符号化データの記
録を省略し、代わりに繰り返しを示す制御符号を記録す
るようにしたが、心音についても同様に適用でき、ＭＩ
ＤＩ符号でも、通常の楽譜でも繰り返し演奏記号が用意
されている。即ち一連の休符・音符のグループ（音楽用
語で音形またはフレーズと呼ばれる）が繰り返される時
は繰り返し符号で省略する。
【００２４】一連の符号化データの中で、頻脈（脈拍が
一時急上昇する状態）が発生した区間については、短い
休符と音符の繰り返しになり、データ量が増えることが
ある。このようなケースに対して、テンポ設定をその区
間だけ増大させて、再符号化するようにすれば、データ
量の増大を避けられ、かつ復号化時に容態の急変部が明
確になり都合が良い。復号化については、ＭＩＤＩ符号
をＭＩＤＩシンセサイザに送り、所定のテンポと音色を
設定して演奏を起動すれば良い。音色はハートビート音
の音色メニューが用意されていないＧＭタイプ標準シン
セサイザの場合、射撃雑音に設定することで可能であ
る。
一時急上昇する状態）が発生した区間については、短い
休符と音符の繰り返しになり、データ量が増えることが
ある。このようなケースに対して、テンポ設定をその区
間だけ増大させて、再符号化するようにすれば、データ
量の増大を避けられ、かつ復号化時に容態の急変部が明
確になり都合が良い。復号化については、ＭＩＤＩ符号
をＭＩＤＩシンセサイザに送り、所定のテンポと音色を
設定して演奏を起動すれば良い。音色はハートビート音
の音色メニューが用意されていないＧＭタイプ標準シン
セサイザの場合、射撃雑音に設定することで可能であ
る。
【００２５】図９は、正常者の心音波形を示す図であ
り、マイクロフォンで拾った信号をフィルタで所定の周
波数帯域毎に４つに分離したものである。図１０は、符
号化された正常者の心音波形のＭＩＤＩ符号化されたデ
ータを、通常の西洋楽譜で表現したものである。図１０
の楽譜の音程は、図９の一番下の波形（基本周波数成
分）に対応している。図１１は、符号化された正常者の
心音をＭＩＤＩ楽譜で示したもので、正常者の場合、Ｉ
音とＩＩ音から構成される２拍子になる。
り、マイクロフォンで拾った信号をフィルタで所定の周
波数帯域毎に４つに分離したものである。図１０は、符
号化された正常者の心音波形のＭＩＤＩ符号化されたデ
ータを、通常の西洋楽譜で表現したものである。図１０
の楽譜の音程は、図９の一番下の波形（基本周波数成
分）に対応している。図１１は、符号化された正常者の
心音をＭＩＤＩ楽譜で示したもので、正常者の場合、Ｉ
音とＩＩ音から構成される２拍子になる。
【００２６】図１２は、拡張型心筋症患者の心音波形を
示す図であり、図１３は、符号化された拡張型心筋症患
者の心音波形のＭＩＤＩ符号化されたデータを、通常の
西洋楽譜で表現したものである。図１４は、符号化され
た拡張型心筋症患者の心音をＭＩＤＩ楽譜で示したもの
で、拡張型心筋症患者の場合、Ｉ音とＩＩ音以外にＩＩ
Ｉ音とＩＶ音が聞こえ、しかもＩＩＩ音とＩＶ音が同時
に重なって強め合って聞こえ、重合奔馬調律（ギャロッ
プリズム）と呼ばれる。
示す図であり、図１３は、符号化された拡張型心筋症患
者の心音波形のＭＩＤＩ符号化されたデータを、通常の
西洋楽譜で表現したものである。図１４は、符号化され
た拡張型心筋症患者の心音をＭＩＤＩ楽譜で示したもの
で、拡張型心筋症患者の場合、Ｉ音とＩＩ音以外にＩＩ
Ｉ音とＩＶ音が聞こえ、しかもＩＩＩ音とＩＶ音が同時
に重なって強め合って聞こえ、重合奔馬調律（ギャロッ
プリズム）と呼ばれる。
【００２７】図１５は、大動脈弁狭窄患者の心音波形を
示す図であり、図１６は、符号化された大動脈弁狭窄患
者の心音波形のＭＩＤＩ符号化されたデータを、通常の
西洋楽譜で表現したものである。図中、Ｐと→はその区
間でピアノのダンパーペダルを踏むことを意味し、第１
音はエコーする形で第２・３音に混ざる。図１７は、符
号化された大動脈弁狭窄患者の心音をＭＩＤＩ楽譜で示
したもので、図１６では表現が不鮮明だったペダルの指
示が明確に示されている。即ち、第２音（Ｅ−２）は第
１音（Ｃ−２）より三度高く、２つが合成すると共鳴し
響く、第３音（Ｄ−２、心音属性ではＩＩ音）が鳴る
と、継続する第２音（Ｅ−２）と二度の音程で混ざり合
うため、不共鳴音となり唸り歪みが聞こえる。このよう
な大動脈弁狭窄患者に聞こえる和声的な収縮期雑音（Ｍ
ＳＭ）は楽音様雑音と呼ばれている。
示す図であり、図１６は、符号化された大動脈弁狭窄患
者の心音波形のＭＩＤＩ符号化されたデータを、通常の
西洋楽譜で表現したものである。図中、Ｐと→はその区
間でピアノのダンパーペダルを踏むことを意味し、第１
音はエコーする形で第２・３音に混ざる。図１７は、符
号化された大動脈弁狭窄患者の心音をＭＩＤＩ楽譜で示
したもので、図１６では表現が不鮮明だったペダルの指
示が明確に示されている。即ち、第２音（Ｅ−２）は第
１音（Ｃ−２）より三度高く、２つが合成すると共鳴し
響く、第３音（Ｄ−２、心音属性ではＩＩ音）が鳴る
と、継続する第２音（Ｅ−２）と二度の音程で混ざり合
うため、不共鳴音となり唸り歪みが聞こえる。このよう
な大動脈弁狭窄患者に聞こえる和声的な収縮期雑音（Ｍ
ＳＭ）は楽音様雑音と呼ばれている。
【００２８】図１８は、超音波断層像データの符号化お
よび復号化アルゴリズムを示す図である。図１８を用い
て、心エコー断層動画像の符号化および復号化について
説明する。断層動画像は、フレーム５１−１、・・・、
５１−ＮまでのＮ枚のフレームからなる。ここでフレー
ム５１−１において、ある方向５２−１に向かい、一次
元的に画素を拾い、Ｍモード像５３−１の縦一列に並べ
る。５２−１の斜め方向を５３−１の縦一列分の画素の
数だけ等分割した仮想画素点につき、その近傍画素また
は平均画素を５３−１の縦一列に転送する操作を行な
う。次にフレーム５１−２においても、同様に方向５２
−１に向かい、画素を拾い、フレーム５１−１から転送
された列の右隣になるようにＭモード像５３−１の縦一
列に並べる。以下同様の処理を行い、Ｍモード像５３−
１が得られる。
よび復号化アルゴリズムを示す図である。図１８を用い
て、心エコー断層動画像の符号化および復号化について
説明する。断層動画像は、フレーム５１−１、・・・、
５１−ＮまでのＮ枚のフレームからなる。ここでフレー
ム５１−１において、ある方向５２−１に向かい、一次
元的に画素を拾い、Ｍモード像５３−１の縦一列に並べ
る。５２−１の斜め方向を５３−１の縦一列分の画素の
数だけ等分割した仮想画素点につき、その近傍画素また
は平均画素を５３−１の縦一列に転送する操作を行な
う。次にフレーム５１−２においても、同様に方向５２
−１に向かい、画素を拾い、フレーム５１−１から転送
された列の右隣になるようにＭモード像５３−１の縦一
列に並べる。以下同様の処理を行い、Ｍモード像５３−
１が得られる。
【００２９】次に、方向を変えて同様の処理を行いＭモ
ード像５３−２が得られる。同様にしてＭモード像５３
−Ｍが得られる。Ｍモード像５３−Ｍは、フレーム５１
−１の方向５２−Ｍに沿う画像である。
ード像５３−２が得られる。同様にしてＭモード像５３
−Ｍが得られる。Ｍモード像５３−Ｍは、フレーム５１
−１の方向５２−Ｍに沿う画像である。
【００３０】次に、Ｍモード像５３−１、・・・、５３
−Ｍを疑似心電波形符号化する（ステップ５９）。この
場合、例えばＭモード像５３−１対してモフォロジー処
理（穴うめ処理）を行い、輪郭線の抽出を行う（ステッ
プ６１）。そして抽出された輪郭線（例えば輪郭線６４
−ｎ）に対して、心電図の処理と同様に図２に示すよう
な処理を行い符号化し、符号化したデータを光ディスク
等に保存する。 復号する場合は、心電図の処理と同様
にベジエ曲線等を用いる。図１８の６５は再生像であ
る。
−Ｍを疑似心電波形符号化する（ステップ５９）。この
場合、例えばＭモード像５３−１対してモフォロジー処
理（穴うめ処理）を行い、輪郭線の抽出を行う（ステッ
プ６１）。そして抽出された輪郭線（例えば輪郭線６４
−ｎ）に対して、心電図の処理と同様に図２に示すよう
な処理を行い符号化し、符号化したデータを光ディスク
等に保存する。 復号する場合は、心電図の処理と同様
にベジエ曲線等を用いる。図１８の６５は再生像であ
る。
【００３１】図中、ＬＶは左心室、ＲＶは右心室、ＡＯ
は大動脈、ＬＡは左心房で、再生像にこのようなキャプ
ションを付加するには、次のような方法をとる。ステッ
プ６１で輪郭線の抽出を行なう際、エコー診断時の検出
子の位置から、各輪郭線の解剖学的位置を推察でき、左
心室（ＬＶ）上側境界など属性情報を付加する。即ち、
輪郭線６４−１〜６４−ｎの各々に属性名称を付加す
る。
は大動脈、ＬＡは左心房で、再生像にこのようなキャプ
ションを付加するには、次のような方法をとる。ステッ
プ６１で輪郭線の抽出を行なう際、エコー診断時の検出
子の位置から、各輪郭線の解剖学的位置を推察でき、左
心室（ＬＶ）上側境界など属性情報を付加する。即ち、
輪郭線６４−１〜６４−ｎの各々に属性名称を付加す
る。
【００３２】復号する時、属性ＩＤを輪郭線に付加し、
再生像６５を形成すると、線画の境界線に属性ＩＤがそ
のまま受け継がれ、境界線属性を明示でき、輪郭線に挟
まれた各エリアの属性を、Ｍモード、断層像モード双方
において表示することができる。また、Ｍモードにおい
て、輪郭線間の画素間隔から臓器の壁厚や内腔を自動計
測することもでき、肥大・拡大・狭窄などの自動診断も
可能になる。
再生像６５を形成すると、線画の境界線に属性ＩＤがそ
のまま受け継がれ、境界線属性を明示でき、輪郭線に挟
まれた各エリアの属性を、Ｍモード、断層像モード双方
において表示することができる。また、Ｍモードにおい
て、輪郭線間の画素間隔から臓器の壁厚や内腔を自動計
測することもでき、肥大・拡大・狭窄などの自動診断も
可能になる。
【００３３】複数の疑似心電波形を符号化する時、心電
波形符号化で説明したように繰り返し部を検出して符号
化データを削減する手法を適用すれば、各疑似心電波形
が特定の臓器の位置を反映しているため、復号した時に
安定している位置と急変している位置を識別することが
できる。
波形符号化で説明したように繰り返し部を検出して符号
化データを削減する手法を適用すれば、各疑似心電波形
が特定の臓器の位置を反映しているため、復号した時に
安定している位置と急変している位置を識別することが
できる。
【００３４】このように本実施の形態によれば、心電波
形データ、心音波形データ、および超音波断像データを
少ない情報量で符号化し、効率良く診断が行なえるよう
に復号化することができる。尚、本発明は、肺音の符号
化、脳波、筋電図、心臓以外のエコー検査等にも応用す
ることができる。
形データ、心音波形データ、および超音波断像データを
少ない情報量で符号化し、効率良く診断が行なえるよう
に復号化することができる。尚、本発明は、肺音の符号
化、脳波、筋電図、心臓以外のエコー検査等にも応用す
ることができる。
【００３５】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、効率良く診断を行なえるように、時系列データを
符号化し、復号化する装置を提供することができる。符
号化データには診断を効率良く進めるための属性データ
などが付加されているため、本発明の符号化装置を自動
診断装置として応用することも可能である。また、復号
化装置に符号化データを変更する編集手段を設けること
により、単一の符号データから様々な症例データを提示
することが可能となり、医学教育装置として応用するこ
とも可能である。
れば、効率良く診断を行なえるように、時系列データを
符号化し、復号化する装置を提供することができる。符
号化データには診断を効率良く進めるための属性データ
などが付加されているため、本発明の符号化装置を自動
診断装置として応用することも可能である。また、復号
化装置に符号化データを変更する編集手段を設けること
により、単一の符号データから様々な症例データを提示
することが可能となり、医学教育装置として応用するこ
とも可能である。
【図１】 時系列データの符号化装置および復号化装置
の基本構成図
の基本構成図
【図２】 心電波形データを符号化する場合のコンピュ
ータ１３の動作を示すフローチャート
ータ１３の動作を示すフローチャート
【図３】 τ周期（心臓伯の逆数）の心電波形データを
示す図
示す図
【図４】 心電波形データのＰ波をベジエ曲線を用いて
復号化した波形を示す図
復号化した波形を示す図
【図５】 心音波形データを符号化する場合のコンピュ
ータ１３の動作を示すフローチャート
ータ１３の動作を示すフローチャート
【図６】 図５のステップ５０１の処理を示すフローチ
ャート
ャート
【図７】 図５のステップ５０２の処理を示すフローチ
ャート
ャート
【図８】 図５のステップ５０３の処理を示すフローチ
ャート
ャート
【図９】 正常者の心音波形を示す図
【図１０】 符号化された正常者の心音波形を一般譜面
で示す図
で示す図
【図１１】 符号化された正常者の心音波形をＭＩＤＩ
譜面で示す図
譜面で示す図
【図１２】 拡張型心筋症患者の心音波形を示す図
【図１３】 符号化された拡張型心筋症患者の心音波形
を一般譜面で示す図
を一般譜面で示す図
【図１４】 符号化された拡張型心筋症患者の心音波形
をＭＩＤＩ譜面で示す図
をＭＩＤＩ譜面で示す図
【図１５】 大動脈弁狭窄患者の心音波形を示す図
【図１６】 符号化された大動脈弁狭窄患者の心音波形
を一般譜面で示す図
を一般譜面で示す図
【図１７】 符号化された大動脈弁狭窄患者の心音波形
をＭＩＤＩ譜面で示す図
をＭＩＤＩ譜面で示す図
【図１８】 心エコー断層動画像の符号化および復号化
アルゴリズムを示す図
アルゴリズムを示す図
【符号の説明】 １・・・心電計 ３・・・超音波エコー診断装置 ５・・・聴診器 ７・・・ビデオ ９・・・オーディオ機器 １１・・・モニタ １３・・・コンピュータ １５・・・シンセサイザ １７・・・スピーカ ２１・・・曲線 ５１・・・フレーム ５３・・・Ｍモード像 ６３・・・符号化像 ６４・・・輪郭線 ６５・・・再生像
Claims (7)
- 【請求項１】 時間軸に対して、信号レベルが変化する
時系列データにおいて、信号波形を観察するための特徴
ポイントを抽出し、前記特徴ポイントをもとに概形の信
号波形を再現するために必要な数値情報と、前記特徴ポ
イントをもとに信号波形を復号化し観察するために必要
な文字属性情報とを符号化し、一連の符号化データが時
間的に繰り返される部分については、重複して符号化を
行わず、繰り返し制御情報を符号化するようにし、復号
化時に変動箇所を提示するようにしたことを特徴とする
時系列データの符号化及び復号化装置。 - 【請求項２】 請求項１において、前記時系列データが
休止区間が無く信号が持続する性質を有する双極性の１
次元時系列データからなり、前記特徴ポイントの数値情
報として、信号波形のピーク点座標と隣接する前記ピー
ク点間の中間座標から構成され、これらの座標から直線
または曲線補間で復号化することを特徴とする時系列デ
ータの符号化及び復号化装置。 - 【請求項３】 請求項１において、前記時系列データが
休止区間と信号区間が交互に存在する性質を有する双極
性の１次元時系列データからなり、前記特徴ポイントの
数値情報として信号区間のピーク強度と、信号区間の時
間的長さと、信号区間の基本周波数の３属性から構成さ
れ、これらの符号化データからシンセサイザで復号化す
ることを特徴とする時系列データの符号化及び復号化装
置。 - 【請求項４】 請求項２において、前記１次元時系列デ
ータが心電図データで、前記ピーク点座標がＰＱＲＳＴ
Ｕからなる診断ポイントであり、前記中間座標が零レベ
ル交差点座標であり、前記曲線補間としてベジエ曲線を
用いて復号化することを特徴とする時系列データの符号
化及び復号化装置。 - 【請求項５】 請求項３において、前記１次元時系列デ
ータが心音データで、前記信号区間のピーク強度と、信
号区間の時間的長さと、信号区間の基本周波数を、それ
ぞれ音の強さ、長さ、高さからなる音符の属性に対応付
け符号化したことを特徴とする時系列データの符号化及
び復号化装置。 - 【請求項６】 請求項２において、前記１次元時系列デ
ータが、臓器エコー断層動画像において、臓器の特定箇
所のエコー放射方向における時間的動きを示すデータで
あることを特徴とする時系列データの符号化及び復号化
装置。 - 【請求項７】 請求項６において、前記時間的動きを示
すデータが、臓器エコー断層動画像を複数のＭモード静
止画に変換する手段と、各Ｍモード静止画像から輪郭線
を抽出する手段により生成されていることを特徴とする
時系列データの符号化及び復号化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23700396A JPH1084286A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | 時系列データの符号化装置及び復号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23700396A JPH1084286A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | 時系列データの符号化装置及び復号化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1084286A true JPH1084286A (ja) | 1998-03-31 |
Family
ID=17008953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23700396A Pending JPH1084286A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | 時系列データの符号化装置及び復号化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1084286A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008220556A (ja) * | 2007-03-12 | 2008-09-25 | Taisei:Kk | 心拍測定システム及び方法 |
| JP2011072542A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Fukuda Denshi Co Ltd | 心電図データ処理装置、心電図データ処理方法および心電図データ処理プログラム |
| US8021301B2 (en) | 2003-12-26 | 2011-09-20 | Fujifilm Corporation | Ultrasonic image processing apparatus, ultrasonic image processing method and ultrasonic image processing program |
| WO2013049798A1 (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-04 | Whitfield Jonathan M | Heart rate and pulse monitoring device |
| KR20140094996A (ko) * | 2013-01-23 | 2014-07-31 | 삼성전자주식회사 | 시계열 데이터의 최소 표현 및 패턴 세그먼트화 방법 및 시스템 |
| CN106725450A (zh) * | 2017-02-20 | 2017-05-31 | 武汉中旗生物医疗电子有限公司 | Qrs波群检测方法 |
| CN113855042A (zh) * | 2021-08-29 | 2021-12-31 | 北京工业大学 | 融合深度和医学特征的基于序列标注的多导联心电信号分类方法 |
-
1996
- 1996-09-06 JP JP23700396A patent/JPH1084286A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8021301B2 (en) | 2003-12-26 | 2011-09-20 | Fujifilm Corporation | Ultrasonic image processing apparatus, ultrasonic image processing method and ultrasonic image processing program |
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| KR20140094996A (ko) * | 2013-01-23 | 2014-07-31 | 삼성전자주식회사 | 시계열 데이터의 최소 표현 및 패턴 세그먼트화 방법 및 시스템 |
| CN106725450A (zh) * | 2017-02-20 | 2017-05-31 | 武汉中旗生物医疗电子有限公司 | Qrs波群检测方法 |
| CN106725450B (zh) * | 2017-02-20 | 2020-03-27 | 武汉中旗生物医疗电子有限公司 | Qrs波群检测方法 |
| CN113855042A (zh) * | 2021-08-29 | 2021-12-31 | 北京工业大学 | 融合深度和医学特征的基于序列标注的多导联心电信号分类方法 |
| CN113855042B (zh) * | 2021-08-29 | 2023-10-03 | 北京工业大学 | 融合深度和医学特征的基于序列标注的多导联心电信号分类方法 |
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