Сжатие данных с потерями.

В большинстве случаев при передаче данных в телемедицинских системах реализуются методы сжатия с потерями. Учитывая особенности предаваемых данных можно выделить методы ориентированные на сжатие физиологических сигналов, изображений, аудио, в основном речь, и видеоданных.

Рассмотрим на примере сжатия электрокардиосигнала (ЭКС) методы сжатия с потерями физиологических сигналов. Возможность получения эффективного сжатия ЭКС связана с тем, что высокочастотные компоненты сигнала присутствуют на достаточно коротких отрезках сердечного цикла. Частота дискретизации рассчитывается на допустимые ошибки дискретного представления именно этих фрагментов ЭКС, поэтому описание регулярной выборкой отсчетов низкочастотных участков сигнала оказывается избыточным /14/. Предложены различные методы сжатия ЭКС с потерями, которые можно условно разделить на следующие группы:

-методы, основанные на разложении по ортогональным функциям;

-разностные методы, при которых кодируется не абсолютное значение сигнала, а разность между соседними отсчетами;

-методы, основанные на аппроксимации элементов ЭКС на отдельных временных участках алгебраическими полиномами или специальными функциями;

-специализированные методы, учитывающие особенности ЭКС и требования, предъявляемые к качеству восстановления, такие как AZTEC (Amplitude Zone Time Epoch Coding) и CORTES, а также ряд других.

Так, в основе алгоритма АZТЕС лежит представление сигнала последовательностью горизонтальных и наклонных отрезков прямой, называемых линия L или склон S соответственно. На первом этапе сжатия используется алгоритм интерполяции нулевого порядка. После обработки на первом этапе каждая j-я линия представлена парой чисел Uj^j. На втором этапе каждый

интервал аппроксимации анализируется на возможность включения его в новый, задаваемый полиномом первой степени. Для этого вводятся следующие дополнительные условия.

Если линия L, — плато или экстремум, то она называется границей. Далее, если в последовательности линий L0, L1, ..Хт линии L0 и Lr являются границами, а все промежуточные не относятся к таковым, то последовательность горизонтальных линий L1, L2,... Lm-1, объединяется в новый k-й участок аппроксимации, и заменяется слоном S (рис.11). Таким образом, достигается дополнительное сжатие тех участков ступенчатой кривой, которые соответствуют большей крутизне сигнала. На выходе алгоритма каждый элемент сжатого описания задается тремя элементами:

-амплитудой (ординатой линии или размахом склона);

-длительностью соответствующего участка аппроксимации;

-признаком линия/склон L/S, в качестве которого можно, например, использовать знак длительности, принимая его отрицательным для склонов.

Рисунок 11- Алгоритм сжатия AZTEC.