几种处理ECG信号的数据压缩算法的比较
监视仪对ECG采样所得的大量数据是难以存贮和传输的，因此，要加以处理使减少数据量而又不失去临床信息的内容。本文主要讨论了3种可以用于生物电数据压缩的算法。1转折点
转折点的数据压缩算法是所讨论的几种算法中最容易和最快的算法。它分析采样点的趋势并在每一对相邻的点中只存储一个。转折点这一名称是因为这一算法保留了信号所有的转折点(信号斜率改变符号的点)而得名。
算法是根据下列事实和假设研制出的：
(1)据采样理论，对一定频带的心电信号进行采样。如频带为40Hz的心电用100次／秒采样就够了。
(2)幅值高或有很高斜率的QRS综合波在用100次／秒采样时波的幅值往往会变小，因为关键点可能漏掉，可能造成幅值频大的减小，甚至完全丢失小的波形。
(3)用200Hz的采样可以得到很好的分辨率。
(4)在25mm／s的速度获得的标准ECG的最佳目视时间分辨率约为10ms。
由上面所得的结论是：除了对临床有意义的高频信号(组成整个ECG信号的一小部分)外，用100Hz的采样率就够了。所以一个以200次／秒采样的信号可以保持信号的各关键点(转折点)而压缩成100个采样值每秒的采样。转折点算法把原始信号中每两个数据点减少到编码信号中的一个数据点。一个1000点的数组变成了500点的数组，因此把数据压缩量用一个比500／1000来表示。
转折点算法的优点是很容易实现而且很迅速，后者对实时计算特别重要。此算法所得的波形与医生习惯看到的很相近。
要使有临床意义的ECG迅速传输，必须要用两次这一算法来压缩原始数据，这是这一算法的主要缺点，因它带来医生可能不能接受的信号失真。转折点算法的另一缺点是保存点的时间间隔不是相等的。虽然没有长期时间失真，但有短期的时间失真。
2 AZTEC
Amplitude Zone Time Epoch
Coding(AZTEC)数据压缩算法已被接受用于ECG监视仪和数据库的数据压缩。AZTEC把原始ECG数据处理成短的直线和斜线。AZTEC算法可以由水平线产生，斜线产生，用抛物线拟合的曲线平滑化几个部分组成。
虽然AZTEC看起来要比转折点要复杂得多，实际上AZTEC的应用也是直截了当的，也不太慢。对大部分的采样值，AZTEC只是更新窗口的最小和最大值。
3CORTES
转折点和AZTEC数据压缩算法都有优点和缺点。转折点法在应用一次以后仍然能保持QRS综合波的分辨率，但在第2次以后就产生相应的畸变。转折点法对那些信息量少的信号区如对等电位区、低频P和T波以及对噪声信号也和对高信息量区用同样的数据压缩。AZTEC的数据压缩能力大且其编码格式与信号区间的性质相符。AZTEC也消除了基线的噪声，但即使在用抛物线滤波平滑以后，心脏科医生对AZTEC的信号仍看不惯。
Coordinate Reduction Time Encoding
System(CORTES)是转折点与AZTEC算法的混合，它希望能取两者之长避两者之短。
所以CORTES在ECG信号的等电位区用AZTEC而在ECG信号的有临床意义的较高频部分用转折点算法。为此目的AZTEC和转折点算法是平行用于输入ECG数据。当产生AZTEC直线时就根据线的长度作出决定是保存AZTEC数据还是转折点，如果线长于实验确定的阈值VIN就保存AZTEC直线，如线短于或等于VIN保存转折点数据。为了加速计算过程转折点数据直接存人压缩数据列。用两个数列地址指示器P1和P2，求出试记的和正式数据之间的差。用一个标记来确定AZTEC与转折点数据之间的转移。在8位COSMAC中任何数都可作为标记，这样ECG信号的量化就由256级减为255级。
4其它数据压缩算法
在ECG信号处理领域里有无数种数据压缩方法。其中许多用称为Hoffman编码或线性予估理论。这些有严重的缺点，首先是它们需要大量的位处理，而这对COSMAC在实时下是完全不适宜的。其次编码的性质排除了以后作直接的模式识别(QRS形态分析)。
5结论
上面主要讨论了3种数据压缩算法，并对其优劣性作出比较。显然最好的数据为原始数据，但是不可能用这种方法，所以必须作出选择。转折点法最快，最容易，但过多的数据压缩会造成信号的失真，另一方面AZTEC会产生不太能接受的输出。CORTES看来是一合适的折衷，因为QRS、T和P波都保持了它们的基本形态，而主要的数据压缩是在对临床不重要的等电位区。但CORTES不是最简洁的算法。
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