KR20100076648A - Method and apparatus of compressing / restoring signal of electrocardiogram - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An electrocardiogram signal compression method and a device thereof are provided to remarkably reduce the size of image by executing an encoding process for divided blocks. CONSTITUTION: An electrocardiogram signal compressor is composed of a processor(100) and a memory device(102). The processor receives the electrocardiogram signal. The processor executes a compression operation according to the electrocardiogram signal. The processor restores the compressed electrocardiogram signal. The processor decodes the compressed electrocardiogram signal with the JPEG 2000. The memory device stores the processing program of the processor. The memory device offers necessary memory area for processing a program process step by the processor.

Description

심전도 신호 압축 방법 및 장치{Method and Apparatus of compressing / restoring signal of electrocardiogram}Electrocardiogram signal compression method and apparatus {Method and Apparatus of compressing / restoring signal of electrocardiogram}

본 발명은 생체신호 처리기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 심전도 신호를 압축하는 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a biosignal processing technique, and more particularly, to a method and apparatus for compressing an electrocardiogram signal.

생체신호 측정장치는 뇌파, 심전도, 안전도, 혈압, 유발전위, 근전도 등 생체에서 발생하는 생리 신호를 측정하는 기기로서, 환자의 생체신호를 측정 및 저장하여 진료에 응용하는데 사용된다.The biosignal measuring apparatus is a device for measuring physiological signals generated in a living body such as EEG, electrocardiogram, safety, blood pressure, induction potential, and electromyography, and is used to measure and store a patient's biosignals and apply them to medical care.

일반적인 생체신호 측정장치는 생체신호의 측정, 저장, 열람 및 판독을 하나의 독립된 기계상에서 수행하므로, 생체신호의 측정, 열람 및 판독을 위하여 반드시 독립된 생체신호 측정장치에 접근해야 한다. Since a general biosignal measuring apparatus performs measurement, storage, reading and reading of a biosignal on a single independent machine, an independent biosignal measuring apparatus must be accessed for measuring, reading and reading a biosignal.

이러한 한계를 극복하기 위하여, 생체신호의 측정기능과 열람 및 판독 기능을 분리하고, 분리된 기능을 랜(LAN:Local Area Network)으로 연결하여, 생체신호 측정장비가 위치한 검사실 이외의 장소에서도 열람 및 판독의 수행이 가능하도록 하려는 시도가 있어 왔다.In order to overcome this limitation, the measurement function of the biological signal and the reading and reading function are separated, and the separated function is connected to a local area network (LAN), so that the reading and viewing can be performed at a place other than the laboratory where the biological signal measuring device is located. Attempts have been made to enable reading.

더욱이 네트워크를 통한 생체신호의 측정 기능과 열람 및 판독기능의 분리는 병원의 범위를 넘어 확장될 수 있으며, 병원의 범위를 넘어 환자와 진료자가 연결되는 경우에 "원격 진료"란 개념이 사용된다.Moreover, the separation of measurement and reading and reading of biological signals through the network can be extended beyond the scope of the hospital, and the concept of "remote care" is used when patients and caregivers are connected beyond the hospital.

상기한 바와 같이 의학 기술의 발달과 더불어 생체 신호를 측정하여 저장하거나 전송하게 되었으나, 상기 생체 신호는 그 양이 방대한 문제가 있었다. As described above, with the development of medical technology, biological signals are measured and stored or transmitted, but the biological signals have a large amount of problems.

이에 상기 생체 신호를 효율적으로 압축할 수 있는 기술의 개발이 절실하게 요구되었다. Therefore, there is an urgent need for the development of a technology that can efficiently compress the bio-signals.

본 발명은 원격 진단 및 저장을 위해 심전도 신호를 압축하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for compressing an electrocardiogram signal for remote diagnosis and storage.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 심전도 신호 압축 방법은, 다수의 박동에 대한 심전도 신호를 박동단위로 분할하여, 박동 주기에 대응되는 선을 가지며, 상기 선을 이루는 점들이 각 위치에서의 심전도 신호의 수직높이에 대응되는 휘도를 가지도록 변환하여 하나의 세그먼트를 생성하고, 상기 세그먼트를 수직으로 적층하여 상기 심전도 신호를 2차원 변환하는 단계; 상기 수직 적층된 세그먼트들간의 수직 변화량(Tn)이 최소인 시작 포인트를 기준으로 상기 세그먼트를 수평 이동하는 단계; 상기 수평 이동된 세그먼트들에 대해 복잡도를 산출하고, 상기 산출된 복잡도에 따라 상기 세그먼트들을 정렬하는 단계; 상기 정렬된 세그먼트들에 대한 에지를 검출하여, 상기 검출된 에지가 미리 정해둔 값 이상인 지점을 기준으로 다수의 그룹으로 분할하는 단계; 상기 다수의 그룹 각각에 대해, 세그먼트들을 길이별 정렬을 이행하는 단계; 상기 다수의 그룹 각각에 대해, 상기 길이별 정렬된 세그먼트들 중 가장 짧은 세그먼트의 종단위치에서 가장 긴 세그먼트의 종단위치까지를 제1블럭, 나머지 부분을 제2블럭으로 설정하고, 상기 제1블럭내에서 인터폴레이션을 이행하는 단계; 상기 다수의 그룹을 구성하는 다수의 블럭들 각각에 대해 인코딩을 이행하는 단계를 포함한다. In the ECG signal compression method of the present invention for achieving the above object, by dividing the ECG signal for a plurality of beats by a beat unit, having a line corresponding to the beat period, the points forming the line ECG at each position Converting to have a luminance corresponding to a vertical height of a signal to generate one segment, and vertically stacking the segments to two-dimensionally convert the ECG signal; Horizontally moving the segments with respect to a starting point having a minimum vertical change amount (Tn) between the vertically stacked segments; Calculating a complexity for the horizontally shifted segments and sorting the segments according to the calculated complexity; Detecting an edge for the aligned segments and dividing the edge into the plurality of groups based on a point at which the detected edge is greater than or equal to a predetermined value; For each of the plurality of groups, performing segments-by-length alignment; For each of the plurality of groups, a first block and a remainder are set as a first block from the end position of the shortest segment of the length-aligned segments to the end position of the longest segment, and within the first block. Implementing interpolation in the; And performing encoding for each of the plurality of blocks making up the plurality of groups.

상기한 본 발명은 원격 진단 또는 저장을 위해 심전도 신호를 효율적으로 압축할 수 있는 효과가 있다. The present invention described above has the effect of efficiently compressing the ECG signal for remote diagnosis or storage.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 심전도 신호 압축장치의 구성도이다. 상기 심전도 신호 압축장치는 프로세서(100)와 메모리 장치(102)로 구성된다. 상기 프로세서(100)는 심전도 신호를 입력받아 압축을 이행하거나, 압축된 심전도 신호를 제공받아 복원한다. 상기 메모리 장치(102)는 상기 프로세서(100)의 처리 프로그램을 저장함은 물론이며, 상기 프로세서(100)에 의한 프로그램 처리시에 필요한 메모리 영역을 제공한다. 1 is a block diagram of an ECG signal compression apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. The ECG signal compression device includes a processor 100 and a memory device 102. The processor 100 receives the ECG signal and performs compression, or receives and restores the compressed ECG signal. The memory device 102 not only stores a processing program of the processor 100, but also provides a memory area necessary for processing a program by the processor 100.

<심전도 신호 압축 과정>ECG signal compression process

상기 심전도 신호 압축장치에 의해 이행되는 심전도 신호 압축 방법에 따른 처리 흐름도를 도시한 도 2를 참조하여 상세히 설명한다. The process flow according to the ECG signal compression method implemented by the ECG signal compression apparatus will be described in detail with reference to FIG. 2.

<QRS 검출><QRS detection>

먼저 상기 심전도 신호 압축장치의 프로세서(100)는 상기 심전도 신호를 입력받아 QRS를 검출한다(200단계). First, the processor 100 of the ECG signal compression apparatus receives the ECG signal and detects the QRS (step 200).

도 3의 (a)는 일반적인 심전도 신호를 도시한 것으로, 상기 심전도 신호는 크게 상기 심전도 신호는 P와 QRS와 T로 구성된다. 상기 P는 좌우 심방의 탈분극으로 인해 나타나는 곡선이고, 상기 QRS는 His bundle에서 좌우각을 통하여 Purkinje fibers로 진행되는 전기 충격으로 좌우 심실이 탈분극될 때 나타나는 파형이고, 상 기 심실의 재분극(repolarization) 상태를 나타내는 것이다. 상기 심전도 신호에서 QRS를 검출하는 것은 이미 공지되었으므로, 그 상세한 설명은 생략한다. 3A illustrates a general ECG signal. The ECG signal is largely composed of P, QRS, and T. The P is a curve due to depolarization of the left and right atrium, and the QRS is a waveform appearing when the left and right ventricles are depolarized due to an electric shock proceeding to Purkinje fibers through the right and left angles in his bundle, and the repolarization state of the ventricles. It represents. Detecting QRS in the ECG signal is well known, and a detailed description thereof will be omitted.

<박동단위 분할 및 2차원 변환><Pulse unit division and 2D transformation>

상기 심전도 신호에서 QRS를 검출하면, 상기 프로세서(100)는 상기 QRS를 기준으로 상기 심전도 신호를 분할한다. 여기서, 상기 QRS를 기준으로 분할한 심전도 신호는 하나의 박동 단위이다. When the QRS is detected from the ECG signal, the processor 100 divides the ECG signal based on the QRS. Here, the ECG signal divided based on the QRS is one beat unit.

상기 심전도 신호의 분할 후에 상기 프로세서(100)는 하나의 박동이 차지하는 길이를 가지며, 심전도 신호의 높이를 휘도로 표식하는 방식으로 2차원 변환하다(202단계). 여기서, 상기 하나의 박동 단위이며, 심전도 신호의 높이를 휘도로서 표식한 것을 편이상 세그먼트라 칭한다. After dividing the ECG signal, the processor 100 has a length occupied by one beat, and two-dimensionally converts the ECG signal by expressing the height of the ECG signal as luminance (step 202). Here, one of the pulsation units, and the height of the ECG signal expressed as luminance is referred to as one or more segments.

이러한 변환과정을 도 4를 참조하여 좀더 설명한다. 상기 도 4의 (a)는 심전도 신호를 도시한 것으로, 상기 심전도 신호의 피크는 QRS의 R부분이며, 상기 R부분을 기준으로 심전도 신호를 분할한 것이 도 4의 (b)이다. This conversion process will be further described with reference to FIG. 4. 4A illustrates an electrocardiogram signal. The peak of the electrocardiogram signal is an R portion of the QRS, and the electrocardiogram signal is divided based on the R portion.

상기 도 4의 (b)는 하나의 박동에 대응되는 것이며, 박동 주기에 따라 길이가 변화한다. 4 (b) corresponds to one beat, and its length varies according to the beat cycle.

상기 도 4의 (c)는 상기 하나의 박동 단위로 분할한 심전도 신호를, 수직 높이를 휘도로 표식한 하나의 선으로 변환하여 세그먼트를 생성하고, 상기 세그먼트를 수직으로 적층함으로서, 심전도 신호를 2차원 변환한 것이다. In FIG. 4C, the ECG signal divided by the one beat unit is converted into a single line in which the vertical height is expressed by the luminance to generate a segment, and the segments are vertically stacked to thereby form an ECG signal. It is a dimension conversion.

상기 세그먼트는 하나의 선으로 길이는 상기 박동 단위로 분할된 심전도 신호의 길이에 대응되고, 상기 선을 형성하는 점들 각각의 휘도는 해당 지점에서의 심전도 신호의 파형의 수직 높이에 대응된다. 즉, 상기 선을 형성하는 점들 각각은 심전도 신호의 수직 높이가 높은 지점에서는 밝은 색을 띠고 심전도 신호의 수직 높이가 낮은 지점에서는 어두운 색을 띤다. The segment corresponds to a length of an ECG signal divided into one line by the beat rate, and the luminance of each of the points forming the line corresponds to the vertical height of the waveform of the ECG signal at the corresponding point. That is, each of the points forming the line has a bright color at a point where the vertical height of the ECG signal is high and a dark color at a point where the vertical height of the ECG signal is low.

<심전도 신호 압축 처리를 위한 시작 포인트 결정 및 쉬프트><Start point determination and shift for ECG signal compression processing>

상기한 바와 같이 심전도 신호를 2차원 변환한 후에 상기 프로세서(100)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 심전도 신호 압축 처리를 위한 시작 포인트를 결정한다. After the two-dimensional conversion of the ECG signal as described above, the processor 100 determines a starting point for the ECG signal compression process according to the preferred embodiment of the present invention.

상기 시작 포인트는 수학식 1에 따라 산출된다. The starting point is calculated according to equation (1).

Figure 112008089434976-PAT00001
Figure 112008089434976-PAT00001

Figure 112008089434976-PAT00002
Figure 112008089434976-PAT00002

상기 시작 포인트(S)는 QRS에 따라 박동단위로 분할되어 정렬된 심전도 신호를 쉬프트하기 위한 지점을 나타낸다. 상기 시작 포인트(S)는 Tn이 최소가 되는 지점이다. The start point S represents a point for shifting the ECG signal divided and arranged in beat units according to the QRS. The starting point S is a point where Tn becomes minimum.

상기 Tn은 QRS 포지션에서 좌측으로 n만큼 앞쪽 지점을 세그먼트의 경계로 설정하였을때 아래위 세그먼트간의 차이(difference)의 총합으로, 아래위 세그먼트간의 유사도를 나타낸다,The Tn is the sum of the differences between the lower and upper segments when the point forward n is set to the boundary of the segment to the left in the QRS position, and represents the similarity between the lower and upper segments.

상기 Vn,i(j)은 n만큼 쉬프트하였을때 I번째 세그먼트의 j번째 샘플포인트를 의미하며, 상기 Vn,i+1(j)은 n만큼 쉬프트하였을때 I번째 세그먼트의 j+1번째 샘플 포인트를 의미하며, 상기 Tn이 최소가 되는 지점은 아래위 세그먼트간 유사도가 가장 큰 부분을 의미한다. 즉 Tn이 최소가 되는 n값으로 S의 값이 결정된다.Vn, i (j) is the jth sample point of the I-th segment when shifted by n, and Vn, i + 1 (j) is the j + 1st sample point of the I-th segment when shifted by n The point where the Tn becomes the minimum means the part with the highest similarity between the upper and lower segments. In other words, the value of S is determined as the value n where Tn is minimum.

상기한 시작 포인트(S)가 산출되어 결정되면, 상기 프로세서(100)는 상기 시작 포인트(S)에 따라 상기 2차원 변환된 심전도 신호를 쉬프트한다(204단계). When the starting point S is calculated and determined, the processor 100 shifts the two-dimensional converted ECG signal according to the starting point S (step 204).

도 5의 (a)는 시작 포인트(S)를 결정하는 과정을 도시한 것이며, 상기 시작 포인트(S)는 1샘플씩 이동하면서 구한 Tn의 값이 최소인 지점이다. 상기 시작 포인트(S)가 결정되면, 상기 프로세서는 도 5의 (b)에 도시한 바와 같은 2차원 변환된 심전도 신호를 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이 쉬프트한다. 즉 도 5의 (b)를 상기 시작 포인트(S)만큼 우측으로 쉬프트한 것이 도 5의 (c)이다. 즉, 세그먼트는 QRS 포지션을 기준으로 하나, 본 발명에서는 시작 포인트를 QRS에서 좌측으로 S만큼 이동된 지점으로 정한다. FIG. 5A illustrates a process of determining a starting point S. The starting point S is a point where the value of Tn obtained while moving by one sample is the minimum. When the start point S is determined, the processor shifts the two-dimensional transformed electrocardiogram signal as shown in FIG. 5B as shown in FIG. 5C. That is, it is FIG.5 (c) which shifted FIG.5 (b) to the right by the said starting point S. FIG. That is, although the segment is based on the QRS position, in the present invention, the start point is defined as a point moved by S from the QRS to the left.

<복잡도 정렬><Sort Complexity>

이후 상기 프로세서(100)는 복잡도 정렬(COMPLEXITY SORTING)을 이행한다. The processor 100 then implements COMPLEXITY SORTING.

상기 복잡도 정렬은 분산이 가장 적은 세그먼트

Figure 112008089434976-PAT00003
과 다른 세그먼트들과의 복잡도 순서대로 정렬한다. The complexity sort is the least variance segment
Figure 112008089434976-PAT00003
And order of complexity with other segments.

상기 복잡도는 수학식 2에 따라 구해진다. The complexity is obtained according to equation (2).

Figure 112008089434976-PAT00004
Figure 112008089434976-PAT00004

여기서, 상기 프로세서(100)는 각 세그먼트별로 최초 위치에 대한 위치정보를 저장하여, 이는 향후 복원시에 각 세그먼트를 자신의 위치로 복귀시키고자 할 때에 사용된다. Here, the processor 100 stores the position information on the initial position for each segment, which is used to return each segment to its own position in the future restoration.

<비트 그룹핑><Bit grouping>

이후 상기 프로세서(100)는 비트 그룹핑(beat grouping)을 이행한다(208단계). Thereafter, the processor 100 performs bit grouping (step 208).

상기 비트 그룹핑을 위해 상기 프로세서(100)는 상기 복잡도 정렬된 세그먼트들에 대한 길이 정규화를 이행하고, 상기 길이 정규화된 세그먼트들에 대해 잡음 제거를 이행한다. 이후, 상기 프로세서(100)는 상기 잡음 제거된 세그먼트들에 대해 에지를 검출하고, 상기 검출된 에지의 강도를 분석한다. 상기 에지의 강도가 미리 정해둔 수치 이상이 되는 지점들을 기준으로 그룹핑을 이행한다. For the bit grouping, the processor 100 performs length normalization on the complexity aligned segments and noise cancellation on the length normalized segments. The processor 100 then detects an edge for the noise canceled segments and analyzes the strength of the detected edge. Grouping is performed based on points at which the strength of the edge is equal to or greater than a predetermined value.

여기서, 급격하게 가변되는 부분이 있는 심전도 신호에 대한 비트 그룹핑 과정을 도 6의 예를 참조하여 설명한다. Here, a bit grouping process for an ECG signal having a rapidly varying portion will be described with reference to the example of FIG. 6.

상기 도 6의 (a)는 중앙 부분에서 급격하게 변화하는 심전도 신호에 대해 길이 정규화를 이행한 것이며, 도 6의 (b)는 상기 길이 정규화가 이행된 심전도 신호에 대해 잡음을 제거한 것이며, 도 6의 (c)는 상기 잡음 제거된 심전도 신호에 대한 에지를 검출한 것이다. 상기 에지는 신호가 급격하게 변화하는 곳에서 발생하므 로, 상기 에지는 상기 심전도 신호의 변화부분을 지시한다. 상기 도 6의 (c)는 상기 검출한 에지의 강도를 분석한 것이다. FIG. 6A illustrates length normalization for an ECG signal rapidly changing in the center portion, and FIG. 6B illustrates noise removal for the ECG signal on which the length normalization is performed. (C) detects the edge of the noise canceled ECG signal. The edge occurs where the signal changes abruptly, so the edge indicates the portion of change in the ECG signal. 6C illustrates the strength of the detected edge.

상기 에지의 강도가 미리 정해둔 값 이상인 지점을 기준으로 상기 프로세서(100)는 비트 그룹핑을 이행한다. The processor 100 performs bit grouping based on a point at which the strength of the edge is greater than or equal to a predetermined value.

<길이 정렬><Sort length>

상기한 비트 그룹핑이 완료되면, 상기 프로세서(100)는 각 그룹별로 길이 정렬(Period sorting)을 이행한다(210단계). 즉, 상기 프로세서(100)는 상기 비트 그룹화에 의해 생성된 다수의 그룹 각각에 대해 길이별 정렬을 이행한다. When the bit grouping is completed, the processor 100 performs period sorting (Period sorting) for each group (step 210). That is, the processor 100 performs lengthwise alignment for each of the plurality of groups generated by the bit grouping.

<블럭 나누기><Block Break>

상기 길이별 정렬이 이행되면, 상기 프로세서(100)는 그룹들 각각에 대해 세개의 블럭으로 나눈다(212단계). 즉, QRS 길이를 포함하는 제1블럭과, 해당 그룹에서 가장 짧은 세그먼트의 종단부분에서 시작하여 해당 그룹에서 가장 긴 세그먼트의 종단부분에서 종료되는 제3블럭과, 상기 제1블럭과 제3블럭의 사이에 위치하는 제2블럭으로 구성된다. If the sorting by length is implemented, the processor 100 divides the block into three blocks for each of the groups (step 212). That is, a first block including a QRS length, a third block starting at the end of the shortest segment in the group and ending at the end of the longest segment in the group, and a first block and the third block It consists of a 2nd block located between them.

이와같이 블럭을 나눈 예를 도시한 도 7을 참조하면, 비트 그룹핑 과정을 거쳐 생성된 제1 내지 제3그룹(Group1~Group3) 각각은 세 개의 블럭으로 다시 나뉘며, 상기 세 개의 블럭은 QRS 길이를 포함하는 제1블럭과, 해당 그룹에서 가장 짧은 세그먼트의 종단부분에서 시작하여 해당 그룹에서 가장 긴 세그먼트의 종단부분에서 종료되는 제3블럭과, 상기 제1블럭과 제3블럭의 사이에 위치하는 제2블럭이다. Referring to FIG. 7 illustrating an example of dividing blocks as described above, each of the first to third groups (Group1 to Group3) generated through the bit grouping process is divided into three blocks again, and the three blocks include a QRS length. A first block, a third block starting at the end of the shortest segment in the group and ending at the end of the longest segment in the group, and a second block located between the first block and the third block. It's a block.

<길이 정규화><Length normalization>

이후 상기 프로세서(100)는 길이 정규화를 이행한다(214단계). 상기 길이 정규화는 각 그룹의 제3블럭에서 세그먼트가 존재하지 않는 빈 공간에 B-SPLINE 인터폴레이션(interpolation)을 이용하여 각 라인을 가로로 펴서 채우는 것이다. 여기서, 상기 프로세서(100)는 상기 인터폴레이션시에 디-인터폴레이션을 위한 정보를 저장한다. 즉, 상기 프로세서(100)는 각 라인에 대한 길이정보를 디인터폴레이션을 위한 정보로 구성하여 복원정보에 저장한다. The processor 100 then performs length normalization (step 214). The length normalization is to fill each line horizontally by using B-SPLINE interpolation in the empty space where no segment exists in the third block of each group. Here, the processor 100 stores information for de-interpolation at the time of the interpolation. That is, the processor 100 configures length information on each line as information for deinterpolation and stores the length information in the restoration information.

<블록 정규화><Block normalization>

이후 상기 프로세서(100)는 각 블록의 평균을 정규화한다(216단계). 상기 평균 정규화는 각 라인의 평균값이 블록의 평균값과 같도록 맞춰주고, 각 라인에 대해 블록의 평균값과의 차이값 정보를 블록 정규화 정보로서 저장한다. The processor 100 then normalizes the average of each block (step 216). The average normalization adjusts the average value of each line to be equal to the average value of the block, and stores difference value information with the average value of the block for each line as block normalization information.

상기 길이 정규화 및 상기 평균 정규화에 의해 도 8에 도시한 바와 같은 심전도 신호는 각 블럭의 공간부분이 채워져 직사각형의 형태를 가지게 된다. By the length normalization and the average normalization, the ECG signal as shown in FIG. 8 is filled with a space portion of each block to have a rectangular shape.

<인코딩 및 저장, 전송><Encode, save, transfer>

상기 프로세서(100)는 상기한 그룹들 각각에 대해 JPEG 2000 방식에 따라 인코딩함과 아울러, 상기 변환시에 발생된 세그먼트의 위치정보, 블록 정규화 정보, 디인터폴레이션을 위한 정보를 복원정보로서 저장한다. The processor 100 encodes each of the groups according to the JPEG 2000 scheme, and stores the position information, the block normalization information, and the information for deinterpolation generated during the conversion as restoration information.

이와 같이 본 발명은 블럭들로 나누어 인코딩을 이행함으로써, 영상의 크기를 대폭적으로 감소시킴은 물론이며, 그룹간 차이로 인해 그룹 경계에서의 스텝 에지 문제를 해소할 수 있다. 또한 상기 평균 정규화 과정을 통해 고주파 성분을 감 소시킬 수 있는 효과가 있다. As described above, the present invention can significantly reduce the size of an image by performing encoding by dividing it into blocks, and solve the step edge problem at the group boundary due to the difference between groups. In addition, there is an effect that can reduce the high frequency components through the average normalization process.

<압축된 심전도 신호 복원 과정>Compressed ECG signal recovery process

상기한 본 발명에 따라 압축된 심전도 신호를 복원하는 과정을 도 9를 참조하여 설명한다. The process of reconstructing the compressed ECG signal according to the present invention described above will be described with reference to FIG.

상기 프로세서(100)는 인코딩된 심전도 신호와 복원정보가 입력되면, 상기 심전도 신호를 JPEG 2000에 의해 디코딩한다(300단계). When the encoded ECG signal and the reconstruction information are input, the processor 100 decodes the ECG signal by JPEG 2000 (300).

이후 상기 프로세서(100)는 상기 복원정보에 포함된 블록 정규화 정보를 토대로 각 라인의 평균값을 원래의 값으로 복원한다(302단계). 즉 각 라인에 대한 블록의 평균값의 차이값들로 구성되는 블록 정규화 정보에 따라, 상기 차이값을 다시 더해주는 방식으로 복원한다.Thereafter, the processor 100 restores an average value of each line to an original value based on block normalization information included in the restoration information (step 302). That is, according to the block normalization information consisting of difference values of average values of blocks for each line, the difference values are restored in a manner of adding back the difference values.

상기 프로세서(100)는 상기 정규화 복원된 블록들 중 인터폴레이션이 이행되었던 제3블록에 대해 디인터폴레이션을 이행한다(302단계). 여기서, 상기 블록의 인터폴레이션시에 사용하였던 라인의 길이정보는 상기 복원정보에 등록되며, 상기 복원정보를 토대로 상기 프로세서(100)는 디인터폴레이션을 이행하여 각 라인의 길이를 복원한다. The processor 100 performs deinterpolation on the third block in which the interpolation has been performed among the normalized and restored blocks (step 302). In this case, the length information of the lines used in the interpolation of the block is registered in the restoration information, and the processor 100 restores the length of each line by performing deinterpolation based on the restoration information.

상기 제3블록에 대한 디인터폴레이션이 완료되면, 상기 프로세서(100)는 상기 길이 복원이 된 세그먼트들에 대한 위치를 상기 복원정보에 포함된 위치정보에 따라 이동한다(306단계). When the deinterpolation of the third block is completed, the processor 100 moves the positions of the restored segments according to the position information included in the restoration information (step 306).

이후 상기 프로세서(100)는 상기 각 세그먼트들을 1차원 변환을 이행한다(308단계). 즉, 각 세그먼트들을 하나의 선으로 연결하고, 선을 형성하는 각 점 이 자신의 휘도에 대응되는 수직 높이를 가지도록 변환된다. Thereafter, the processor 100 performs one-dimensional transformation on the respective segments (step 308). That is, each segment is connected by one line, and each point forming the line is converted to have a vertical height corresponding to its brightness.

이로서, 본 발명에 따른 압축된 심전도 신호의 복원이 완료된다. As a result, the restoration of the compressed ECG signal according to the present invention is completed.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 심전도 신호 처리 장치의 구성도.1 is a block diagram of an electrocardiogram signal processing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 심전도 신호 압축방법의 흐름도. 2 is a flow chart of an ECG signal compression method according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3은 일반적인 심전도 신호의 파형도. 3 is a waveform diagram of a typical ECG signal.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 심전도 신호의 2차원 변환과정을 예시한 도면. 4 is a diagram illustrating a two-dimensional conversion process of an electrocardiogram signal according to a preferred embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 심전도 신호의 압축 처리 시작 포인트 검출 과정 및 쉬프트 과정을 예시한 도면. 5 is a diagram illustrating a compression process start point detection process and a shift process of an ECG signal according to a preferred embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 그룹화 과정을 예시한 도면. 6 illustrates a grouping process according to a preferred embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 블럭화 과정을 예시한 도면. 7 is a diagram illustrating a blocking process according to a preferred embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 블럭내 인터폴레이션 결과를 예시한 도면. 8 illustrates intrablock interpolation results according to a preferred embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축된 심전도 신호의 복원방법의 흐름도. 9 is a flow chart of a method for recovering a compressed ECG signal in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

Claims (6)

심전도 신호 압축 방법에 있어서, In the ECG signal compression method, 다수의 박동에 대한 심전도 신호를 박동단위로 분할하여, By dividing the ECG signal for multiple beats into beats, 박동 주기에 대응되는 선을 가지며, 상기 선을 이루는 점들이 각 위치에서의 심전도 신호의 수직높이에 대응되는 휘도를 가지도록 변환하여 하나의 세그먼트를 생성하고, It has a line corresponding to the pulsating period, converts the points forming the line to have a luminance corresponding to the vertical height of the ECG signal at each position to generate a segment, 상기 세그먼트를 수직으로 적층하여 상기 심전도 신호를 2차원 변환하는 단계;Stacking the segments vertically to two-dimensionally transform the ECG signal; 상기 수직 적층된 세그먼트들간의 수직 변화량(Tn)이 최소인 시작 포인트를 기준으로 상기 세그먼트를 수평 이동하는 단계;Horizontally moving the segments with respect to a starting point having a minimum vertical change amount (Tn) between the vertically stacked segments; 상기 수평 이동된 세그먼트들에 대해 복잡도를 산출하고, 상기 산출된 복잡도에 따라 상기 세그먼트들을 정렬하는 단계; Calculating a complexity for the horizontally shifted segments and sorting the segments according to the calculated complexity; 상기 정렬된 세그먼트들에 대한 에지를 검출하여, 상기 검출된 에지가 미리 정해둔 값 이상인 지점을 기준으로 다수의 그룹으로 분할하는 단계;Detecting an edge for the aligned segments and dividing the edge into the plurality of groups based on a point at which the detected edge is greater than or equal to a predetermined value; 상기 다수의 그룹 각각에 대해, 세그먼트들을 길이별 정렬을 이행하는 단계;For each of the plurality of groups, performing segments-by-length alignment; 상기 다수의 그룹 각각에 대해, 상기 길이별 정렬된 세그먼트들 중 가장 짧은 세그먼트의 종단위치에서 가장 긴 세그먼트의 종단위치까지를 제1블럭, 나머지 부분을 제2블럭으로 설정하고, 상기 제1블럭내에서 인터폴레이션을 이행하는 단계;For each of the plurality of groups, a first block and a remainder are set as a first block from the end position of the shortest segment of the length-aligned segments to the end position of the longest segment, and within the first block. Implementing interpolation in the; 상기 인터폴레이션이 완료되면, 상기 다수의 그룹을 구성하는 다수의 블럭들 각각에 대해 인코딩을 이행하는 단계When the interpolation is completed, performing encoding on each of a plurality of blocks constituting the plurality of groups. 를 포함하는 것을 특징으로 하는 심전도 신호 압축 방법.ECG signal compression method comprising a. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제2블럭은 해당 세그먼트에서 QRS 부분을 포함하는 블럭과 나머지 부분으로 구성되는 블럭으로 다시 분할되어, The second block is divided into a block including a QRS portion and a block composed of the remaining portions in the corresponding segment. 상기 인코딩시에 상기 분할된 그룹들 각각에 대해 인코딩하는 것임을 특징으로 하는 심전도 신호 압축방법. And encoding for each of the divided groups at the time of encoding. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 세그먼트별 위치정보, 디인터폴레이션을 위한 정보를 복원정보로 구성하여 저장하는 단계;Configuring and storing location information for each segment and information for deinterpolation as restoration information; 를 더 구비함을 특징으로 하는 심전도 신호 압축방법. Electrocardiogram signal compression method characterized in that it further comprises. 제1항 또는 제2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 분할된 블록들 각각에 포함되는 라인들 각각에 대해, For each of the lines included in each of the divided blocks, 상기 라인의 평균값과 자신이 속해있는 블록의 평균값 사이의 차이값을 검출한 후에, 상기 라인의 평균값을 상기 블록의 평균값으로 대치하고, 상기 차이값을 복원정보로서 구성하여 저장하는 단계;After detecting a difference value between the average value of the line and the average value of the block to which the line belongs, replacing the average value of the line with the average value of the block, and storing the difference value as reconstruction information; 를 더 구비함을 특징으로 하는 심전도 신호 압축방법. Electrocardiogram signal compression method characterized in that it further comprises. 심전도 신호 복원 방법에 있어서, In the ECG signal recovery method, 다수의 블럭으로 나뉘어 인코딩된 다수의 세그먼트 및 복원정보가 입력되면, 상기 다수의 블럭 각각에 대해 디코딩하는 단계;Decoding a plurality of segments and reconstruction information, which are divided into a plurality of blocks and are encoded, for each of the plurality of blocks; 상기 디코딩된 다수의 블록들 중 인터폴레이션된 블록들에 대해 상기 복원정보에 포함된 디인터폴레이션을 위한 정보를 이용하여 디인터폴레이션하여 상기 다수의 세그먼트의 길이를 복원하는 단계;Restoring lengths of the plurality of segments by deinterpolating the interpolated blocks among the decoded blocks using information for deinterpolation included in the reconstruction information; 상기 길이가 복원된 세그먼트의 위치를 상기 복원정보에 포함된 위치정보에 따라 이동하는 단계;Moving the position of the segment whose length has been restored according to the position information included in the restoration information; 상기 이동된 세그먼트들을 하나의 선으로 일렬 정렬하며, 상기 선을 이루는 점들 각각이 자신의 휘도에 대응되는 수직 높이를 가지도록 1차원 변환하는 단계;Aligning the moved segments in a line and performing one-dimensional conversion such that each of the points forming the line has a vertical height corresponding to its brightness; 를 구비함을 특징으로 하는 심전도 신호 복원 방법.ECG signal recovery method comprising the. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 블록들 각각에 대해 해당 블록의 평균값으로 정규화되었던 블록내 각 라인의 평균값을 상기 복원정보에 포함된 블록 평균값과 라인의 평균값간의 차이값정보에 따라, 상기 각 라인의 평균값을 복원하는 단계;Restoring an average value of each line according to difference value information between a block average value included in the reconstruction information and an average value of the line, the average value of each line in the block normalized to the average value of the corresponding block for each of the blocks; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 심전도 신호 복원 방법.Electrocardiogram signal recovery method further comprising.
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